蛋白質結晶エッチング法による新規超分子構造体の創成

• 研究課題/領域番号: 26620130
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生体関連化学
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 安部 聡 東京工業大学, 生命理工学研究科, 助教 (40508595)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2014年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: タンパク質結晶 / 多角体 / 超分子構造体 / ジスルフィド結合 / 結晶エンジニアリング / 超分子タンパク質 / 細胞内結晶

研究成果の概要

タンパク質集合体は、高い対称性をもつケージやチューブなど、特異な構造体を形成するため、新しいナノ材料として高い注目を集めている。本研究では、タンパク質結晶内に形成される高次構造体をそのまま溶液中に切り出す、タンパク質超分子構造体の新規構築手法の開発を目指した。細胞内で結晶化する多角体結晶のナノカップ構造に着目し、単量体間に導入したシステイン残基の酸化反応によるジスルフィド結合形成により結晶内でのナノカップ構造体を構築した。結晶構造解析、MALDI TOF- MS、SDS-PAGEにより、ナノカップ構造体の同定を行い、多角体結晶からナノカップ構造体を構築することに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Design of a Confined Environment using a Protein Cage and Crystals in Development of Biohybrid Materials (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Abe, B. Maity, and T. Ueno
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 52 号: 39 ページ: 6496-6512
  • DOI: 10.1039/c6cc01355d
  • NAID: 120006582498
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Design of Enzyme-Encapsulated Protein Containers by in Vivo Crystal Engineering (2015)
  • 著者名/発表者名: Abe, S., Ijiri, H., Negishi, H., Yamanaka, H., Sasaki, K., Hirata, K., Mori, H., Ueno, T.
  • 雑誌名: Adv. Mater. 巻: 27 号: 48 ページ: 7951-7956
  • DOI: 10.1002/adma.201503827
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Design of Protein Crystals in the Development of Solid Biomaterials (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Abe and T. Ueno
  • 雑誌名: RSC Advances 巻: ５ 号: 27 ページ: 21366-21375
  • DOI: 10.1039/c4ra16748a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Surface Functionalization of Protein Crystals with Carbohydrate Using Site-selective Bioconjugation (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Abe, Y. Tokura, R. Pal, N. Komura, A. Imamura, K. Matsumoto, H. Ijiri, N. J. M. Sanghamitra, H. Tabe, H. Ando, M. Kiso, H. Mori, S. Kitagawa, and T. Ueno
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: 44 号: 1 ページ: 29-31
  • DOI: 10.1246/cl.140865
  • NAID: 130004693848
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of a Cross-linked Porous Protein Crystal Containing Ru Carbonyl Complexes as a CO-releasing Material (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiroyasu Tabe, Kenta Fujita, Satoshi Abe, Masahiko Tsujimoto, Takahiro Kuchimaru, Shinae Kizana-Kondoh, M. Takano, Susumu Kitagawa and Takafumi Ueno
  • 雑誌名: Inorganic Chemistry 巻: 54 号: 1 ページ: 215-220
  • DOI: 10.1021/ic502159x
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] タンパク質結晶の分子設計によるバイオ固体材料の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 安部 聡、上野隆史
  • 雑誌名: 化学工業 巻: 66 ページ: 264-272
• [学会発表] In vivo Crystal Engineering for Protein Porous Materials (2016)
  • 著者名/発表者名: 安部 聡、森 肇、上野隆史
  • 学会等名: 日本化学会第96春季年会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2016-03-25
• [学会発表] 細胞内結晶化を利用したタンパク質固体材料の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 安部 聡
  • 学会等名: 第154回 東海高分子研究会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2015-12-05
  • 招待講演
• [学会発表] 細胞内結晶工学によるタンパク質結晶のナノ空間設計 (2015)
  • 著者名/発表者名: 安部 聡、森 肇、上野隆史
  • 学会等名: 第9回 バイオ関連化学シンポジウム
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 2015-09-10
• [学会発表] タンパク質集合体を用いた有機金属酵素の構築 (2015)
  • 著者名/発表者名: 安部 聡
  • 学会等名: 第28回 生物無機化学夏季セミナー
  • 発表場所: 伊東
  • 年月日: 2015-08-28
  • 招待講演
• [学会発表] 蛋白質結晶細孔設計による機能性分子の集積制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 安部 聡、田部博康、赤井祐貴、森 肇、北川進、上野隆史
  • 学会等名: 日本化学会第95春季年会
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] 機能性タンパク質集合体の構築 (2014)
  • 著者名/発表者名: 安部 聡
  • 学会等名: 第1回「動的秩序と機能：」若手研究会
  • 発表場所: 宮城
  • 年月日: 2014-09-28 – 2014-09-30
• [学会発表] 蛋白質結晶内分子設計による超分子構造体の構築 (2014)
  • 著者名/発表者名: 安部 聡、根岸 走、上野隆史
  • 学会等名: 第8回バイオ関連化学シンポジウム
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] 細胞内タンパク質結晶の形成機構の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 安部 聡、徳増沙耶、森 肇、上野隆史
  • 学会等名: 第63回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2014-05-28 – 2014-05-30