| 研究課題/領域番号 |
19K05741
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(C)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分37030:ケミカルバイオロジー関連
|
|---|
| 研究機関 | 甲南大学 |
|---|
研究代表者 |
臼井 健二 甲南大学, フロンティアサイエンス学部, 准教授 (70543792)
|
|---|
| 研究分担者 |
梅谷 智弘 甲南大学, 知能情報学部, 准教授 (10397630)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2022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)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019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 | ペプチド配列 / アミロイド線維 / 細胞毒性 / 細胞接着 / 統計解析 / βシート構造 / 分子記述子 / ペプチド / アミロイド / 線維 / 画像解析 / 主成分解析 / モノマー化法 / 線維形成ペプチド / ペプチドライブラリ / 配列・構造・機能相関 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
ナノ線維を形成するペプチドを用いた材料の創製は各方面で重要になっている。しかしながら、未だにどのような配列が線維形成し、細胞毒性などを発現するのか、という根本的な学術的「問い」に対する答えは見出されていない。そこで本研究では、申請者がこれまで開発してきたペプチドアレイ構築手法や統計解析手法、および研究分担者の画像解析手法やパターン認識手法を駆使して、ペプチドミニライブラリを作製して、線維形成・毒性発現配列を予測でき、配列設計が策定できるような手法の確立を目指す。以上が達成できれば、ケミカルバイオロジー分野の課題である配列・構造・機能の相関の一部が見出されることが期待できる。
|
| 研究成果の概要 |
本研究は、どのアミノ酸配列が線維を形成し細胞毒性を発現するのかという問いに対し、ペプチドアレイ構築法や統計解析を駆使して、線維形成・毒性発現配列を予測でき、配列設計可能な方法の確立を目指した。まず、数十種の短鎖ペプチド群を用意し、細胞毒性測定も含めた各種測定を行った。得られた各種測定データのうち数種を選択して主成分分析(PCA)を行い、ペプチド群の線維化傾向を見出した。次にPCAの主成分を相関の高い分子記述子を用いて解釈を試みた。PCA座標から線維化能が高く低毒性とされる領域に位置する官能基構造を分子記述子データから見出し、それを付与したペプチドを新たに作製して予測通りであることを検証した。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究ではN末端１残基の配列を変更した数十種類の短鎖ペプチドを用い、主成分分析を行うだけで、高い線維化能と低毒性である配列の傾向を予測し、そのような性質を持つ人工官能基を有するペプチド配列の新たな設計に成功した。本研究ではN末端１残基の改変のみにとどまったが、本研究の知見を活かして、配列全体の大幅な改変・設計手法を今後は構築していく。これにより、タンパク質の配列と機能との相関という学術的意義の高い知見の容易な収集・把握が可能となる。本研究で構築した探索法は、今後、ペプチドを生体材料に応用するにあたり、必要かつ有益な情報が得られるツールとして、医療や産業に広く応用展開が期待できる。
|
