人工結合タンパク質を基盤としたプライベートシャペロンシステムの再構築

• 研究課題/領域番号: 15H05370
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 生物分子化学
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 安井 典久 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 准教授 (90467514)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 23,660千円 (直接経費: 18,200千円、間接経費: 5,460千円); 2018年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2017年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2016年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円); 2015年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
• キーワード: 人工タンパク質 / タンパク質 / 進化分子工学 / 合成生物学 / 分子シャペロン / 一本鎖モネリン / 人工結合タンパク質 / 単鎖モネリン / 蛋白質

研究成果の概要

本研究では，プライベートシャペロンのフォールド特異的な基質タンパク質認識と，分子シャペロン機能の相関関係を明確にすることを目的に，プライベートシャペロンの基質タンパク質に特異的に結合する人工結合タンパク質の作製基盤の構築に取り組んだ。一本鎖モネリンを非抗体分子骨格とする人工結合タンパク質の大規模なファージディスプレイライブラリーを設計・作製した。その選別により，モデル標的タンパク質であるGFPuvに結合する人工結合タンパク質 (GBP-1) を作製した。GBP-1の分子特性解析を実施した結果，一本鎖モネリンが人工結合タンパク質の非抗体分子骨格として有効であることが示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では，ファージディスプレイライブラリーの作製とその選別により検討を重ねた結果，一本鎖モネリンを非抗体分子骨格として利用すると，標的分子に親和性を示す人工結合タンパク質を作製できることを示した。本研究で構築した一本鎖モネリンを非抗体分子骨格とする人工結合タンパク質ライブラリーは，プライベートシャペロンの機能解析に留まらず，様々な研究で利用することができる点でも意義がある。

研究成果

• [雑誌論文] Specific modification at the C-terminal lysine residue of the green fluorescent protein variant, GFPuv, expressed in Escherichia coli (2019)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Nakatani, Norihisa Yasui, Issei Tamura & Atsuko Yamashita
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 9 号: 1 ページ: 4722-4722
  • DOI: 10.1038/s41598-019-41309-8
  • NAID: 120006777526
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Affinity clamp法を用いたタンパク質間相互作用ネットワークにおける特定相互作用の機能解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 安井 典久
  • 雑誌名: 生化学 巻: 89 号: 2 ページ: 293-297
  • DOI: 10.14952/SEIKAGAKU.2017.890293
  • NAID: 40021203455
  • ISSN: 0037-1017
  • 年月日: 2017-04-25
• [雑誌論文] Structural basis for perception of diverse chemical substances by T1r taste receptors (2017)
  • 著者名/発表者名: Nuemket Nipawan、Yasui Norihisa、Kusakabe Yuko、Nomura Yukiyo、Atsumi Nanako、Akiyama Shuji、Nango Eriko、Kato Yukinari、Kaneko Mika K.、Takagi Junichi、Hosotani Maiko、Yamashita Atsuko
  • 雑誌名: Nat Commun. 巻: 8 号: 1 ページ: 15530-15530
  • DOI: 10.1038/ncomms15530
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Structural basis for ligand capture and release by the endocytic receptor ApoER2. (2017)
  • 著者名/発表者名: Hirai H, Yasui N, Yamashita K, Tabata S, Yamamoto M, Takagi J, Nogi T
  • 雑誌名: EMBO reports 巻: 18 号: 6 ページ: 982-999
  • DOI: 10.15252/embr.201643521
  • NAID: 130007420865
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Immunoaffinity Purification of the Glycosylated Extracellular Fragment of Mouse Plexin A2 Produced in a Mammalian Expression System. (2017)
  • 著者名/発表者名: Nogi T, Mihara E, Yasui N, Takagi J
  • 雑誌名: Methods in Molecular Biology 巻: 1493 ページ: 57-72
  • DOI: 10.1007/978-1-4939-6448-2_4
  • ISBN: 9781493964468, 9781493964482
  • 査読あり
• [雑誌論文] Taste substance binding elicits conformational change of taste receptor T1r heterodimer extracellular domains (2016)
  • 著者名/発表者名: E. Nango, S. Akiyama, S. Maki-Yonekura, Y. Ashikawa, Y. Kusakabe, E. Krayukhina, T. Maruno, S. Uchiyama, N. Nuemket, K. Yonekura, M. Shimizu, N. Atsumi, N. Yasui, T. Hikima, M. Yamamoto, Y. Kobayashi, A. Yamashita
  • 雑誌名: Sci. Rep 巻: 6 号: 1 ページ: 25745-25745
  • DOI: 10.1038/srep25745
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 翻訳後修飾を含むアミノ酸配列を高特異的に認識する人工結合タンパク質 (2015)
  • 著者名/発表者名: 安井 典久, 服部 峰充, 小出 昌平
  • 雑誌名: バイオサイエンスとインダストリー 巻: 73 ページ: 292-296
  • NAID: 40020536333
• [雑誌論文] 人工タンパク質を用いたタンパク質間相互作用構築による細胞内シグナル伝達ネットワークの詳細解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 安井 典久
  • 雑誌名: 生物物理 巻: 55 ページ: 151-153
  • NAID: 130005072027
  • オープンアクセス
• [学会発表] 一本鎖モネリンを分子骨格とする人工結合タンパク質ファージディスプレイライブラリーの構築 (2018)
  • 著者名/発表者名: 安井 典久，山下 敦子
  • 学会等名: 第18回日本蛋白質科学会年会
• [学会発表] 分子骨格として一本鎖モネリンを用いたGFPを標的とする人工結合タンパク質の作製とその分子特性解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 安井 典久，山下 敦子
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会年会
• [学会発表] サーマルシフトアッセイによる味覚受容体細胞外領域に対するアミノ酸の結合解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 吉田 高志，安井 典久，渥美 菜奈子, 山下 敦子
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会年会
• [学会発表] 表面プラズモン共鳴法による味覚受容体T1R細胞内C末端領域とカルシウム結合タンパク質の相互作用の速度論的解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 吉田 涼希，安井 典久，山下 敦子
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会年会
• [学会発表] キチン結合ドメインを分子骨格とする人工結合タンパク質ファージディスプレイライブラリーの作製 (2017)
  • 著者名/発表者名: 安井 典久
  • 学会等名: ConBio2017
• [学会発表] X線結晶構造解析によるメダカT1r2a/T1r3細胞外領域への無機金属イオン結合解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 渥美 菜奈子, 安井 典久, 山下 敦子
  • 学会等名: 日本味と匂学会第51回大会
• [学会発表] Expression, purification, and characterization of the entire heterodimeric extracellular regions of fish taste receptor (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Maruhashi, Daisuke Noshiro, Norihisa Yasui, Toshio Ando, Atsuko Yamashita
  • 学会等名: 第55回日本生物物理学会年会
• [学会発表] Fish taste receptor type 1 (T1R) extracellular domains exhibit broad specificity for ligand binding (2016)
  • 著者名/発表者名: Nanako Atsumi, Yukiyo Nomura, Maude W. Baldwin, Norihisa Yasui, AtsukoYamashita
  • 学会等名: The 15th International Symposium on Molecular and Neural Mechanisms of Taste and Olfactory Perception
  • 発表場所: Fukuoka, Japan
  • 年月日: 2016-12-04
  • 国際学会
• [学会発表] 大腸菌組換え発現したGFPで見いだされるC末端Lys残基の翻訳後修飾 (2016)
  • 著者名/発表者名: 安井 典久, 中谷 隆寛, 山下 敦子
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2016-12-01
• [学会発表] 味覚受容体T1R細胞内領域とCa2+結合タンパク質の相互作用に関する研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 伊藤 愛優美, 安井 典久，Nipawan Nuemket, 山下 敦子
  • 学会等名: 日本薬学会第136回年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2016-03-29