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計算機デザイン手法による酵素タンパク質のオリゴマー化と熱安定性の解析

研究課題

研究課題/領域番号 18K14668
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分43040:生物物理学関連
研究機関大学共同利用機関法人自然科学研究機構(新分野創成センター、アストロバイオロジーセンター、生命創成探究

研究代表者

小林 直也  大学共同利用機関法人自然科学研究機構(新分野創成センター、アストロバイオロジーセンター、生命創成探究, 生命創成探究センター, 特任研究員 (60781945)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードタンパク質デザイン / オリゴマー構造 / 改変酵素 / 熱安定性解析 / 物性スクリーニング / ペプチドバーコーディング / 超並列デザイン / 酵素 / オリゴマーデザイン / タンパク質安定化 / 相互作用面デザイン / 計算機デザイン
研究成果の概要

本研究の目的はオリゴマー形成が構造の安定化にどう寄与するのかを構成的アプローチにより解明するための基盤技術を開発することである。この目的のために本研究では、計算機デザイン手法による熱安定化変異体の予測手法の開発及び合理的改変タンパク質の熱安定性解析、モノマー構造からオリゴマーを計算機デザイン手法により創出する技術の開発を試みた。
本研究で開発した熱安定化変異体予測手法、多種多様なシンメトリーオリゴマー構造生成プログラム、ペプチドバーコードを用いた物性スクリーニング系は、タンパク質の高次構造形成と構造安定性をハイスループット解析する基盤技術を与える。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、タンパク質の熱安定性や会合状態を合理的に改変するための計算機技術や改変したタンパク質の物性をハイスループット解析する技術を開発した。これらの技術を組合せ、応用することにより、創ることを通してタンパク質の高次構造形成への理解を深めることができるようになる。また、これまで天然になかった立体構造とアミノ酸配列からなるタンパク質を創り出せることにより、新たなタンパク質機能の発現が期待できる。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] 人工タンパク質ナノブロック複合体の設計開発2019

    • 著者名/発表者名
      小林 直也、川上 了史、新井 亮一
    • 雑誌名

      生化学

      巻: 91 号: 2 ページ: 255-259

    • DOI

      10.14952/SEIKAGAKU.2019.910255

    • NAID

      40021942521

    • ISSN
      0037-1017
    • 年月日
      2019-04-25
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Self-Assembling Supramolecular Nanostructures Constructed from de Novo Extender Protein Nanobuilding Blocks2018

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Naoya、Inano Kouichi、Sasahara Kenji、Sato Takaaki、Miyazawa Keisuke、Fukuma Takeshi、Hecht Michael H、Song Chihong、Murata Kazuyoshi、Arai Ryoichi
    • 雑誌名

      ACS Synthetic Biology

      巻: 7 号: 5 ページ: 1381-1394

    • DOI

      10.1021/acssynbio.8b00007

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 人工タンパク質ナノブロックによる多様な自己組織化ナノ構造複合体の創出2018

    • 著者名/発表者名
      小林直也、新井亮一
    • 雑誌名

      生物物理

      巻: 58 号: 6 ページ: 313-315

    • DOI

      10.2142/biophys.58.313

    • NAID

      130007521690

    • ISSN
      0582-4052, 1347-4219
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Toward creation of artificial proteins self-assembling into diverse symmetric structures: computational design and experimental screening2020

    • 著者名/発表者名
      Naoya Kobayashi, Nobuyasu Koga
    • 学会等名
      The 1st International Symposium on Molecular Engine
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 多様なタンパク質複合体構造の合理デザインに向けて2018

    • 著者名/発表者名
      小林直也, 古賀信康
    • 学会等名
      第18回日本蛋白質科学会年会(新潟)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Toward design of thermostable beta-glucosidase with structure-based sequence profile2018

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi, N., Minami, S., Uchiyama, T., Sunagawa, N., Igarashi, K., and Koga, N.
    • 学会等名
      International Symposium on "Artificial Cell Reactor Science and Technology" (Tokyo)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cumulative thermostabilization of beta-glucosidase with structure-based sequence profile information2018

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi, N.
    • 学会等名
      分子研研究会「New Frontier in Protein Design & Engineering」(愛知)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Toward design of thermostable beta-glucosidase with structure-based sequence profile2018

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi, N., Minami, S., Uchiyama, T., Sunagawa, N., Igarashi, K., Noji, H., and Koga, N.
    • 学会等名
      第56回日本生物物理学会年会 (岡山)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 立体構造に基づく配列プロファイルを利用したβ-グルコシダーゼの熱安定化2018

    • 著者名/発表者名
      小林直也, 南慎太朗, 小杉貴洋, 内山拓, 砂川直輝, 五十嵐圭日子, 野地博行, 古賀信康
    • 学会等名
      最終成果報告会―人工細胞リアクタが拓くイノベーション―(東京)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [産業財産権] 耐熱性βグルコシダーゼ2018

    • 発明者名
      古賀信康, 小林直也, 南慎太朗
    • 権利者名
      自然科学研究機構
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-172810
    • 出願年月日
      2018
    • 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: 2021-02-19  

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