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基質認識部位と触媒部位とが独立している新規タンパク質分解酵素の創製

研究課題

研究課題/領域番号 17K07359
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 生物物理学
研究機関東京医科歯科大学

研究代表者

伊倉 貞吉  東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 准教授 (50251393)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードPin1 / プロリン異性化酵素 / タンパク質分解酵素 / 分子動力学シミュレーション / 蛋白質 / バイオテクノロジー / 酵素
研究成果の概要

本研究では、基質認識部位と触媒部位とが完全に分離したプロテアーゼの創製を目的として研究を行った。本研究の標的タンパク質として、すでにプロトタイプとしてのプロテアーゼ活性を見出している変異Pin1を対象に選び、まず、特異的な基質アミノ酸配列の決定を行った。そのための網羅的スクリーニングには、独自のシステムを開発した。次に、触媒部位を構成するアミノ酸残基を置換することにより、変異Pin1の触媒部位の最適化を行った。最後に、変異Pin1由来のプロテアーゼのミクロ化を行った。プロテアーゼ活性部位から遠位のドメインの削除と安定性改善のための変異の導入も行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

タンパク質分解は生命活動にとって重要な役割を担っている。一方、生命科学分野の研究において、特異性の高いプロテアーゼは、in vivoとin vitroの両面で利用されてきた。また、その中には将来の医療現場での活用の可能性も期待されているものもある。ところが、自然界に存在するプロテアーゼは、基質認識部位の中に触媒部位を含むため、その利用には限界がある。本研究では、基質認識部位と触媒部位とが完全に分離したプロテアーゼの創製を目的として研究を行い、一定の成果を得た。さらなる特異性と触媒活性の向上が得られれば、将来の商品化の対象として展開が可能である。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Mutational effects of Cys113 on structural dynamics of Pin12019

    • 著者名/発表者名
      Ikura Teikichi、Yonezawa Yasushige、Ito Nobutoshi
    • 雑誌名

      Biophysics and Physicobiology

      巻: 16 号: 0 ページ: 452-465

    • DOI

      10.2142/biophysico.16.0_452

    • NAID

      130007752754

    • ISSN
      2189-4779
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The trans isomer of Tau peptide is prone to aggregate, and the WW domain of Pin1 drastically decreases its aggregation2018

    • 著者名/発表者名
      Teikichi Ikura, Naoya Tochio, Ryosuke Kawasaki, Mizuki Matsuzaki, Akihiro Narita, Mahito Kikumoto, Naoko Utsunomiya-Tate, Shin-ichi Tate, Nobutoshi Ito
    • 雑誌名

      FEBS Letters

      巻: 592 号: 18 ページ: 3082

    • DOI

      10.1002/1873-3468.13218

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] プロリン異性化酵素Pin1の1残基変異C113Aに伴うダイナミクスの劇的変化2019

    • 著者名/発表者名
      伊倉貞吉, 米澤康滋, 伊藤暢聡
    • 学会等名
      第19回日本蛋白質科学会年会・第71回日本細胞生物学会大会 合同年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Micronization of a protease derived from Pin12019

    • 著者名/発表者名
      Teikichi Ikura, Nobutoshi Ito
    • 学会等名
      The 57th annual meeting of the Biophysical Society of Japan
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] タンパク質機能における階層的様相2019

    • 著者名/発表者名
      伊倉貞吉
    • 学会等名
      理論生物物理学の現在と未来
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Pin1由来のタンパク質分解酵素の触媒部位の構造ダイナミクス2018

    • 著者名/発表者名
      伊倉貞吉, 米澤康滋, 伊藤暢聡
    • 学会等名
      第18回日本蛋白質科学会年
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Mutational analysis on the catalytic site of a protease derived from Pin12018

    • 著者名/発表者名
      Teikichi Ikura and Nobutoshi Ito
    • 学会等名
      The 56th Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Pin1のWWドメインは、タウペプチドのトランス異性体の凝集化を阻害する2018

    • 著者名/発表者名
      伊倉貞吉,栃尾尚哉,川嵜亮祐,松崎瑞季,成田哲博,菊本真人,楯直子,楯真一,伊藤暢聡
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Functional conversion from peptidyl-prolyl isomerase to protease by a single amino acid substitution.2017

    • 著者名/発表者名
      Ikura, T., Ito, N.
    • 学会等名
      2017 International Biophysics Congress (IUPAB)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pin1由来のタンパク質分解酵素の触媒機構2017

    • 著者名/発表者名
      伊倉貞吉, 伊藤暢聡
    • 学会等名
      第17回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] タウ蛋白質に対するPin1由来のプロテアーゼの活性の定量的評価2017

    • 著者名/発表者名
      伊倉貞吉, 伊藤暢聡
    • 学会等名
      第55回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] タンパク質のアモルファス凝集と溶解性2019

    • 著者名/発表者名
      赤澤陽子,浅野竜太郎,荒川力,有坂文雄,安藤昭一朗,伊倉貞吉,池口雅道,石井明子,石原智彦,伊豆津健一,今村比呂志,岩下和輝,千賀由佳子,内山進,江島大輔,太田里子,小澤大作,小野寺理,加藤昌人,河村義史,城所俊一,黒田裕,黒谷篤之,五島直樹,後藤祐児,柴田寛子,白木賢太郎,杉山正明,千賀由佳子,田口英樹,武内敏秀,津本浩平,デミエン ホール 他
    • 総ページ数
      283
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • ISBN
      9784781313979
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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