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生成物解離を制御したRNA-ペプチド複合体リセプター酵素の創製

研究課題

研究課題/領域番号 18K14335
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分37010:生体関連化学
研究機関京都大学

研究代表者

仲野 瞬  京都大学, エネルギー理工学研究所, 助教 (40650809)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードリセプター / RNA-ペプチド複合体 / in vitroセレクション / ライブラリー / mRNAディスプレイ / 蛍光センサー / 人工酵素 / ribonucleopeptide / receptor / fluorescent sensor / library / 触媒 / RNP / in vitro セレクション / セレクション / 回転数
研究成果の概要

本研究ではRNA-ペプチド複合体(RNP)を構造基盤に用いたリセプター作製法を応用して、高い回転数を有する人工リセプター酵素の作製を目指した。高い基質選択性を有するRNPリセプターの作製条件の検討を行い、ATPに高選択的なリセプター、蛍光センサーの作製に成功した。一方、ペプチドライブラリーの作製条件について検討したが、収率よく目的のライブラリーを合成するために最適な条件を確立することはできなかった。このほか、N末端にCys残基を導入してそのチオール基に収率よく蛍光分子を化学修飾するための条件を確立したほか、共有結合化RNPを効率よく作成するための反応条件を確立した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

リセプターに触媒分子を修飾する設計によって、触媒活性や反応回転数をどの程度向上できるのかについては、十分な検証がなされていない。リセプターの改変による人工酵素作製の試みでは、「生成物の解離」をどのように実現するかが大きな課題となる。触媒分子修飾リセプターの反応回転数の向上を行うために、「生成物の解離」を考慮したセレクションをおこない、触媒活性の向上が達成できるのかについて検討するために必要となる技術開発を行った。この成果は今後、高い触媒活性を有する酵素を目的に応じた様々な用途に合わせて任意に作製するための基礎的な技術を確立するために有用な知見となる。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2020 2019 2018 その他

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 (8件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件) 図書 (2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Receptor-based fluorescent sensors constructed from ribonucleopeptide2020

    • 著者名/発表者名
      Nakano Shun、Konishi Hiroaki、Morii Takashi
    • 雑誌名

      Methods in Enzymology

      巻: 641 ページ: 183-223

    • DOI

      10.1016/bs.mie.2020.04.041

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] RNA-Peptide Conjugation through an Efficient Covalent Bond Formation2020

    • 著者名/発表者名
      Nakano Shun、Seko Taiki、Zhang Zhengxiao、Morii Takashi
    • 雑誌名

      Applied Sciences

      巻: 10 号: 24 ページ: 8920-8920

    • DOI

      10.3390/app10248920

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Highly selective dual sensing of ATP and ADP using fluorescent ribonucleopeptide sensors2019

    • 著者名/発表者名
      Nakano Shun、Shimizu Musashi、Dinh Huyen、Morii Takashi
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 55 号: 11 ページ: 1611-1614

    • DOI

      10.1039/c8cc09934k

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Highly selective detection of ATP and ADP by using fluorescent ribonucleopeptide sensors2019

    • 著者名/発表者名
      Shun Nakano, Musashi Shimizu, Huyen Dinh, Takashi Morii
    • 学会等名
      CISNAC2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Selective detection of ATP and ADP by using fluorescent ribonucleopeptide sensors2019

    • 著者名/発表者名
      Shun Nakano, Takashi Morii
    • 学会等名
      The 2nd International Symposium of Biofunctional Chemistry
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Construction of tailor-made receptors and sensors from RNA-peptide complex2019

    • 著者名/発表者名
      Shun Nakano, Takashi Morii
    • 学会等名
      Lecture in Jinan University
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Fluorescent ribonucleopeptide sensors for selective detection of ATP and ADP2019

    • 著者名/発表者名
      NAKANO, S. ; Shimizu, M.; Dinh, H.; Morii, T.
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Dual sensing of ATP and ADP by fluorescent ribonucleopeptide sensors2018

    • 著者名/発表者名
      Nakano, S.; Shimizu, M.; Morii, T.
    • 学会等名
      ISNAC2018/第45回国際核酸化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ATP とADP を高選択的に検出する蛍光性リボヌクレオペプチドセンサー2018

    • 著者名/発表者名
      仲野 瞬、森井 孝
    • 学会等名
      第12回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] RNA-ペプチド複合体を用いた蛍光性センサーの作製2018

    • 著者名/発表者名
      仲野 瞬、森井 孝
    • 学会等名
      生体機能関連化学部会若手の会第30回サマースクール
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 酵素連続反応の効率化へ向けたナノ空間区画化技術の開発2018

    • 著者名/発表者名
      仲野 瞬、小西 宏明、Dinh Huyen、中田 栄司、森井 孝
    • 学会等名
      2018年度微細構造解析プラットフォームシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [図書] 核酸科学ハンドブック2020

    • 著者名/発表者名
      日本核酸化学会、杉本 直己
    • 総ページ数
      576
    • 出版者
      講談社
    • ISBN
      9784065207864
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] Kinetic Control in Synthesis and Self-Assembly (Chapter 8: Covalent Bond Formation by Modular Adaptors to Locate Multiple Enzymes on a DNA Scaffold)2019

    • 著者名/発表者名
      Nakata, E.; Nakano, S.; Rajendran, A.; Morii, T.
    • 総ページ数
      324
    • 出版者
      Elsevier
    • ISBN
      9780128121269
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 京都大学 エネルギー理工学研究所  生物機能化学研究分野 森井研究室 ホームページ

    • URL

      http://www.iae.kyoto-u.ac.jp/material/index.html

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 京都大学 エネルギー理工学研究所 エネルギー利用過程研究部門 生物機能化学研究分野 森井研究室

    • URL

      http://www.iae.kyoto-u.ac.jp/material/index.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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