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重合性蛋白質モノマーの精密設計に基づく環境応答性ナノ機能材料の創製

研究課題

研究課題/領域番号 13J05539
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 生体関連化学
研究機関東京大学

研究代表者

松長 遼  東京大学, 新領域創成科学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2014年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2013年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワード蛋白質 / 自己組織化 / ナノバイオ / バイオマテリアル
研究実績の概要

前年度までに重合性蛋白質Protein shackle (PS)の基本設計が完了している。本年度は、前年度に開始したPSによる高次構造体創製のための分子設計に引き続き取り組んだ。前年度にコイルドコイルを架橋点とした設計においてヒドロゲルの形成が確認されたものの、特異性に乏しく、片方の重合体だけでもヒドロゲルが形成されてしまうことがある点が問題だった。そこで、特異的かつ強固な結合を形成する蛋白質ペアとして、Clostridium thermocellum由来のCohesin およびDockerinを用いることにした。PSの末端にれぞれCohesin、Dockerinを融合させた蛋白質を設計し、取得した。PSと各蛋白質との共重合体をそれぞれ調製し、混合したところ、溶液の粘性は上昇したがヒドロゲルの形成までには至らなかった。一方、何も融合していないPSを比較的高濃度になるように濃縮したところ、白濁した粘性の高い溶液となることが明らかになった。さらに、高濃度のまま重合を進行させることで、ヒドロゲルが得られることが明らかになった。
また、異質な材料とPSを融合させるための技術開発にも取り組んだ。そのために、PS結合蛋白質のN末端にCysを導入した蛋白質を設計した。この蛋白質のCysに対してビスアクリルアミドを反応させ、アクリルアミド基を有する修飾体を合成した。これをアクリルアミド溶液に加えて重合させることで、PSが結合可能なポリアクリルアミドゲルを作製した。このヒドロゲルにGFPを融合したPSを含む反応液を作用させることで、GFP蛍光からヒドロゲルへの修飾を確認することに成功した。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Bidirectional binding property of high glycine-tyrosine keratin-associated protein contributes to the mechanical strength and shape of hair2013

    • 著者名/発表者名
      Ryo Matsunaga, Ryota Abe, Daisuke Ishii, Shun-ichi Watanabe, Masato Kiyoshi, Bernd Nöcker, Masaru Tsuchiya, Kouhei Tsumoto
    • 雑誌名

      Journal of Structural Biology

      巻: 183 号: 3 ページ: 484-494

    • DOI

      10.1016/j.jsb.2013.06.005

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hyperthin nanochains composed of self-polymerizing protein shackles2013

    • 著者名/発表者名
      Ryo Matsunaga, Saeko Yanaka, Satoru Nagatoishi, Kouhei Tsumoto
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 4 号: 1 ページ: 2211-2211

    • DOI

      10.1038/ncomms3211

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 還元環境に応答して重合する蛋白質Protein shackleの開発2014

    • 著者名/発表者名
      松長 遼、長門石 曉、津本 浩平
    • 学会等名
      第8回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      岡山大学津島キャンパス(岡山県岡山市)
    • 年月日
      2014-09-11 – 2014-09-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 特異的分子認識により重合する蛋白質の設計とその応用2014

    • 著者名/発表者名
      松長 遼、長門石 曉、津本 浩平
    • 学会等名
      第14回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      ワークピア横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2014-06-25 – 2014-06-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Protein shackle : A polymerizing scaffold for functional protein2013

    • 著者名/発表者名
      Ryo Matsunaga, Satoru Nagatoishi, Kouhei Tsumoto
    • 学会等名
      5th Annual PEGS Europe
    • 発表場所
      Sheraton Lisboa Hotel & Spa (Lisbon, Portugal)
    • 年月日
      2013-11-04
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 重合性蛋白質Protein shackleを用いた機能性構造体の構築2013

    • 著者名/発表者名
      松長 遼、長門石 曉、津本浩平
    • 学会等名
      第7回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2013-09-27
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 機能性材料の構築を指向した三次構造を有する重合性蛋白質の設計2013

    • 著者名/発表者名
      松長 遼、長門石 曉、津本浩平
    • 学会等名
      第62回高分子討論会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県金沢市)
    • 年月日
      2013-09-13
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 低親和性分子認識ベプチドを融合した蛋白質ポリマーの相互作用特性2013

    • 著者名/発表者名
      松長 遼、長門石 曉、津本浩平
    • 学会等名
      第13回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      とりぎん文化会館(鳥取県鳥取市)
    • 年月日
      2013-06-13
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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