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膜貫通ヘリックス会合体の分子動力学計算を指標とした新規チャネルペプチドの創製

研究課題

研究課題/領域番号 17K18365
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 生体関連化学
生物物理学
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

新津 藍  国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 基礎科学特別研究員 (10791064)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2018年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード膜ペプチド / 分子動力学 / 膜タンパク質設計 / タンパク質設計 / 膜貫通ペプチド / 合成生物学 / タンパク質フォールディング / タンパク質デザイン
研究成果の概要

本研究では、膜蛋白質の折り畳みにおいて最も基礎的な現象である膜貫通αヘリックスの会合メカニズムに焦点を当て、脂質二重膜中における人工設計αヘリックスペプチドの会合過程を構造モデリングおよび分子動力学計算によって解析した。さらに計算結果に基づいてアミノ酸配列を再設計したペプチドを合成し、構造・機能解析を行う実験条件の最適化を実施した。これにより、天然では見られない安定性を持つ人工設計ペプチド会合体の脂質二重膜との相互作用について新たな知見を得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で得られた人工設計αヘリックスペプチド会合体と脂質二重膜の相互作用に関する新たな知見は、タンパク質の折り畳みを理解することに加えて未だ黎明期にある人工膜タンパク質の実現に寄与する。また新たに設計したペプチドは新規生体分子材料として利用可能であり、工学的応用を通して研究成果を社会に還元できると期待される。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2021 2020 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Veratridine binding to a transmembrane helix of sodium channel Nav1.4 determined by solid-state NMR2018

    • 著者名/発表者名
      Niitsu Ai、Egawa Ayako、Ikeda Keisuke、Tachibana Kazuo、Fujiwara Toshimichi
    • 雑誌名

      Bioorganic & Medicinal Chemistry

      巻: 26 号: 21 ページ: 5644-5653

    • DOI

      10.1016/j.bmc.2018.10.012

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 筒形膜タンパク質を基盤とした新規ペプチドポアの設計2018

    • 著者名/発表者名
      新津 藍
    • 雑誌名

      生物物理

      巻: 58

    • NAID

      130007420497

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 平面脂質二重膜を用いた単一チャネル電流測定法によるタンパク質・ペプチドポアのキャラクタリゼーション2017

    • 著者名/発表者名
      新津 藍
    • 雑誌名

      蛋白質科学会アーカイブ

      巻: 10

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] De novo design of transmembrane coiled-coil peptide channels2021

    • 著者名/発表者名
      A. Niitsu, A. R. Thomson, A.J. Scott, J.T. Sengel, Y. Sugita, M.I. Wallace, H. Bayley, and D.N. Woolfson
    • 学会等名
      第101回日本化学会春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Rational design of membrane-spanning alpha-helical peptide barrels2020

    • 著者名/発表者名
      A. Niitsu, A. R. Thomson, A.J. Scott, J.T. Sengel, Y. Sugita, M.I. Wallace, H. Bayley, and D.N. Woolfson
    • 学会等名
      第58回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Designing autonomous peptide-based membrane pores2017

    • 著者名/発表者名
      Niitsu A., Mahendran K.R., Thomson A. R., Session B.R., Sugita Y. Bayley H. and Woolfson D.N
    • 学会等名
      Alpbach Workshop coiled-coil, fibrous and repeat proteins
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Redesign and de novo design of transmembrane alpha-helical peptide barrels2017

    • 著者名/発表者名
      Niitsu A., Mahendran K.R., Thomson A. R., Bayley H., Sugita Y. and Woolfson D.N.
    • 学会等名
      55th annual meeting of the biophysical society of Japan
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Design and characterization of membrane-spanning alpha-helical peptide pores2017

    • 著者名/発表者名
      A. Niitsu, K.R. Mahendran, A. R. Thomson, H. Bayley, D.N. Woolfson, Y. Sugita
    • 学会等名
      17th annual meeting of Protein Science Society of Japan
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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