| 研究領域 | 生物を陵駕する無細胞分子システムのボトムアップ構築学 |
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| 研究課題/領域番号 |
22H05392
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| 研究種目 |
学術変革領域研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
学術変革領域研究区分(Ⅱ)
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| 研究機関 | 岩手大学 |
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研究代表者 |
西山 賢一 岩手大学, 農学部, 教授 (80291334)
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| 研究期間 (年度) |
2022-06-16 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円)
2023年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2022年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
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| キーワード | タンパク質膜挿入 / 再構成 / 試験管内タンパク質合成 / MPIase / 膜保護活性 / 膜タンパク質 / リポソーム / 創薬 / 糖脂質 / タンパク質膜透過 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
膜タンパク質は多くの生命活動のプログラムに必須の役割を果たしているうえ、市販の薬剤の半数以上は膜タンパク質を標的にしたものである。そのため、汎用的セル・フリー膜タンパク質合成システムが開発できれば、膜タンパク質の構造や機能に関する理解が進み、新規薬剤開発も容易になる。本研究では、社会実装可能で汎用的な膜挿入システムの構築を目指す。
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| 研究実績の概要 |
申請者らはモデル生物大腸菌におけるタンパク質膜挿入機構を解析し、糖脂質MPIaseを同定し、構造・機能解析を進めてきた。SecYEGやSRP、YidCなど、従来タンパク質膜挿入に関与することが知られている因子とMPIaseを組み合わせて、タンパク質膜挿入の再構成系の構築に成功した。再構成リポソームはマグネシウムなどの化学物質に対して不安定であることに着想を得て、生体膜に耐性度を与える物質、BPFの精製を進めてきた。前年度までの解析により、BPFはMPIaseに類似の化合物であることがわかっていた。本年度はBPFの構造をより詳細に解析したところ、BPFとMPIaseは同一の構造であることが判明した。したがって、MPIaseとタンパク質性の膜挿入因子を組み合わせることにより汎用的な膜タンパク質合成・膜挿入システムの構築ができると期待される。MPIaseは微量糖脂質であるため、MPIaseの部分化学合成標品を用いて本システムの構築を目指した。MPIaseはアセチル化された３種のアミノ糖からなる糖ユニットが１０回程度繰り返した糖鎖をもつ。繰り返し数が１のmini-MPIaseでも膜挿入活性が発現し、繰り返し数が２、３と増加するにつれ膜挿入活性が上昇した。３糖ユニットを構成するGlcNAcの６位は一部O-アセチル化されている。O-アセチル基を有するmini-MPIaseでは強い膜挿入活性が検出されたが、O-アセチル基をもたないmini-MPIaseではほとんど膜挿入活性が観察されなかった。一方、O-アセチル基をもたないmini-MPIaseは強い膜保護活性を示し、O-アセチル基をもつmini-MPIaseの膜保護活性は弱かった。O-アセチル基をもつmini-MPIaseとO-アセチル基をもたないmini-MPIaseを共存させることにより汎用的な膜挿入システムの構築が可能になる。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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