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天然タンパク質由来の機能をプログラムした人工タンパク質集合体の創成

研究課題

研究課題/領域番号 19K22253
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分37:生体分子化学およびその関連分野
研究機関京都大学

研究代表者

鈴木 雄太  京都大学, 白眉センター, 特定助教 (00827743)

研究期間 (年度) 2019-06-28 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2019年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワードタンパク質デザイン / タンパク質工学 / 機能性タンパク質集合体 / バイオマテリアル / 超分子集合体 / 機能性バイオマテリアル / タンパク質再構成
研究開始時の研究の概要

化学者が「デザイナー」となって思いのままに、タンパク質の機能や構造をデザインしコントロールすることが可能となれば、「必要な時、必要な機能を自発的に発動するバイオナノロボット」が、医薬・バイオテクノロジー分野で活躍する時代もそう遠くないのかもしれない。本研究は、その足がかりとなる研究として「シンプルなデザインによる人工タンパク質集合体」に「天然タンパク質の潜在能力」を与えることで、機能性バイオマテリアルの作製を可能とする「タンパク質デザイン工学」を推進し、将来作製を目指す「バイオナノロボット」の実現に向けた挑戦的研究を行う。

研究成果の概要

本研究では「シンプルなデザインによる人工タンパク質集合体」に「天然タンパク質由来の機能性」を取り入れることで、人工的に制御を可能とする機能性タンパク質集合体の創成を目的としている。当初の計画におけるデザインでは目的としていた機能性タンパク質集合体の形成には至らなかった。しかし、本計画におけるデザインの発想をもとに、機能搭載も可能な新規タンパク質集積デザインに至り、目的となるタンパク質集合体の形成に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

タンパク質を人工的にデザインし、目的の機能を有したタンパク質集合体を作製することができれば、生体分子に匹敵する、あるいは自然界に存在しない人類に有益なバイオマテリアルの創成が可能となり、医薬・バイオテクノロジー分野をはじめとする様々な分野への応用展開が期待できる。本研究では、その第一歩となる集合体形成デザインの構築に成功した。本デザインを基盤とし目的の機能を搭載していくことで、将来、医薬・バイオテクノロジーをはじめとする様々な分野への革新的なイノベーションが期待できる。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Enzyme-Directed Functionalization of Designed, Two-Dimensional Protein Lattices2021

    • 著者名/発表者名
      Subramanian Rohit H.、Suzuki Yuta、Tallorin Lorillee、Sahu Swagat、Thompson Matthew、Gianneschi Nathan C.、Burkart Michael D.、Tezcan F. Akif
    • 雑誌名

      Biochemistry

      巻: 60 号: 13 ページ: 1050-1062

    • DOI

      10.1021/acs.biochem.0c00363

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Polyglycerol Grafting Shields Nanoparticles from Protein Corona Formation to Avoid Macrophage Uptake2020

    • 著者名/発表者名
      Zou Yajuan、Ito Shinji、Yoshino Fumi、Suzuki Yuta、Zhao Li、Komatsu Naoki
    • 雑誌名

      ACS Nano

      巻: 14 号: 6 ページ: 7216-7226

    • DOI

      10.1021/acsnano.0c02289

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Rational Design of Protein Assembly2022

    • 著者名/発表者名
      鈴木雄太
    • 学会等名
      第60回 日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Chemical Design of Functional Highly Ordered Protein Assembly2022

    • 著者名/発表者名
      鈴木雄太
    • 学会等名
      理化学研究所
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] タンパク質デザインによるバイオナノロボットの創成を目指して2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木雄太
    • 学会等名
      第33回生物無機化学夏季セミナー
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Protein Design and Engineering Toward the Functional Biomaterials2020

    • 著者名/発表者名
      Yuta Suzuki
    • 学会等名
      SPIRITS International Symposium
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] Protein Design and Engineering Laboratory (鈴木研究室)

    • URL

      https://www.yutasuzukilab.com/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] Protein Design & Engineering Laboratory

    • URL

      https://www.yutasuzukilab.com/

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2019-07-04   更新日: 2024-01-30  

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