| 研究課題/領域番号 |
17K15099
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| 研究種目 |
若手研究(B)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
生物物理学
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| 研究機関 | 千葉大学 |
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研究代表者 |
安田 賢司 千葉大学, 大学院理学研究院, 特任助教 (40792081)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | サーモフィリックロドプシン / 耐熱化 / アミノ酸置換 / 統計熱力学 / 積分方程式論 / 水素結合 / エントロピー / 共溶媒効果 / 熱安定化 / 自由エネルギー関数 / 溶媒和エントロピー / 膜タンパク質 / ロドプシン / 形態計測学的アプローチ |
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| 研究成果の概要 |
サーモフィリックロドプシン(TR)とキサントロドプシン(XR)は高いアミノ酸相同性と非常に良く似た立体構造を持つ。しかし、その熱安定性はTRの方が遥かに高い。本研究では、膜タンパク質の安定性を的確に評価できる自由エネルギー関数(FEF)を構築し、TRの耐熱化メカニズムを解明した。また、FEFを用いてTRの耐熱化アミノ酸置換を予測し実験的に検証することで、TRの熱安定化置換体の創出を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
膜タンパク質は現在市販されている薬の約6割の標的となっているが、その安定性が低いため立体構造解析や精製標品を用いた機能解析等が非常に困難である。膜タンパク質は水中環境にある細胞内・細胞外領域と無極性環境にある膜内領域からなり、水溶性タンパク質よりも安定性を司る因子の解明が遅れている。本研究成果により解明されたTRが極めて高い耐熱性を有するメカニズムは、他の多くの不安定な膜タンパク質の安定化への有力な指針となる。またTRの耐熱化置換体は光センサー等の高機能材料としての利用が期待される。
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