| 研究課題/領域番号 |
22K05334
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分37020:生物分子化学関連
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| 研究機関 | 慶應義塾大学 |
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研究代表者 |
佐々木 栄太 慶應義塾大学, 薬学部(芝共立), 講師 (00803157)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | タンパク質シェル / 人工タンパク質 / バクテリアルマイクロコンパートメント（BMC） / ルマジン合成酵素（AaLS） / 指向性進化 / 自己集合 / ドラッグデリバリーシステム（DDS） / 次世代シークエンサー (NGS) / DDS / ルマジン合成酵素 / 分子進化 / 自己組織化 / 薬物送達システム / BMC |
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| 研究開始時の研究の概要 |
多くの細菌は、その細胞内にタンパク質の殻(シェル)で区画化された Bacterial microcompartment (BMC)と呼ばれる構造をもつ。BMCは特定の酵素を内包し、物質の合成・代謝装置として働く。BMCシェルを自在に利用できれば、物質の貯蔵、生産、輸送に関わるさまざまな応用が期待できる。そこで本研究では、これまで未開拓だったBMCシェルの人工利用への道を拓くことを目指し、BMC構成シェルタンパク質を改変することによって、標的とするタンパク質を取り込みながら自発的にシェルを形成する新たな機能性人工シェルの創成とその応用を試みる。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、細菌由来のタンパク質コンパートメント（BMC）に着想を得て、標的タンパク質を自発的かつ特異的に内包可能な人工タンパク質シェルの創成を目指した。超好熱菌由来ルマジン合成酵素（AaLS）および腸内細菌由来BMC構成タンパク質（PduU、EutS）を出発点とし、構造予測・指向性進化・共発現スクリーニング・電子顕微鏡解析などの方法により、多様なサイズと特性をもつ機能性シェルの開発に成功した。これらの機能性人工タンパク質シェルは、将来的に薬物送達システム（DDS）などへの応用が期待される。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、従来は単独でシェルを形成しないBMC構成タンパク質から、自発的な標的タンパク質の内包能とシェル形成能を兼ね備えた新規構造体を創出することに成功した点において、学術的意義が高い。今後、同様のアプローチによって、ゲノムデータベース上から豊富に得られるさまざまなタンパク質を基にした人工タンパク質シェルを創成できる可能性がある。さらに、弱酸性環境下で内容物を放出可能な設計と組み合わせることで、ドラッグデリバリーなどへの応用に向けた基盤技術となり得る。
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