蛋白質生合成系の拡張と非天然アミノ酸の導入による蛋白質の有機化学的機能拡張

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11102003
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 宍戸 昌彦 岡山大学, 工学部, 教授 (60026268)
• 研究分担者: 芳坂 貴弘 岡山大学, 工学部, 助手 (30263619) ; 篠原 寛明 岡山大学, 工学部, 助教授 (60178887)
• キーワード: 4塩基ユドン / 5塩基ユドン / ランダム挿入削除変異法 / オキシペプチド核酸

研究概要

高効率4塩基コドンの探索
すでに発見されていたAGGU,CGGU,CGGG以外に、GGGU,CUCU,CUCA,CCCUが効率良く非天然アミノ酸を導入できることがわかった。特に、AGGU,CGGG,GGGU,CUCU,CCCUの5組は互いに直交する関係にあるので、原理的には最大5種類の非天然アミノ酸の同時導入ができることが明らかになった。
5塩基コドンの発見
CGGN_1N_2(N_1,N_2は4種類の塩基の内の1つを示す)の形の5塩基コドンと対応するtRNAアンチコドン対によっても非天然アミノ酸が導入できることが始めて明らかになった。ランダム挿入削除変異法の開発
非天然アミノ酸をコードする4塩基コドンをDNAのランダムな位置に導入する方法が開発された、ランダム挿入削除変異法と名付けられた。これを用いると種々の位置に非天然アミノ酸を導入した蛋白質ライブラリーの作製が可能になる。
オキシペプチド核酸(OPNA)とDNAとのハイブリッド形成
新種ペプチド核酸としてOPNAが提案されていた。種々の塩基配列をもつOPNAが作製され、対応するDNAとの対合が検討された。その結果プリン塩基を多く含むOPNAはDNAとほぼ理想的なハイブリッド形成することが分かった。しかしピリミジン塩基を含むOPNAはDNAとの結合が弱く、この点は今後改良の必要があることが分かった。

研究成果

• [文献書誌] H.Murakami,T.Hohsaka,Y.Ashizuka,K.Hashimoto,and M.Sisido: "Site-Directed Incorporation of Fluorescent Nonnatural Amine Acids into Streptavidin for Highly Sensitive Detection of Biotin"Biomacromolecules. 1(1). 118-125 (2000)
• [文献書誌] T.Kanda,K.Takai,T.Hohsaka,M.Sisido,and H.Takaku: "Sense Codon-Dependent Introductioin of Unnatural Amino Acids into Multiple Sites of a Protein"Biochcm.Biophys.Res.Commun.. 270(3). 1136-1139 (2000)
• [文献書誌] M.Taki,H.Murakami,and M.Sisido: "A chiral Eu3+-thienoyltrifluoroacetone complex on an avidin tetramer : Luminescence and CD studies on the supramolecular protein-metal chelate complex"Chem.Commun. 2000(13). 1199-1200 (2000)
• [文献書誌] H.Shinohara,T.Kusaka,E.Yokota,R.Monden,and M.Sisido: "Electron Transferbetween Redox Enzymes and Electrodes through the Artificial Redox Proteins and its Application for Biosensors"Sensors and Actuators. B65. 144-146 (2000)
• [文献書誌] M.Sisido,S.Tokunaga,and T.Hohsaka: "Synthesis of Nonnatural mutants of λ-Cro repressor protein that contain an electron-accepting amino acid"Proc.Japan Acad.. B76(7). 92-96 (2000)
• [文献書誌] 宍戸昌彦: "非天然アミノ酸導入を可能にする遺伝子工学-タンパク質の機能拡張-"バイオサイエンスとバイオインダストリー. 58(9). 27-30 (2000)
• [文献書誌] 宍戸昌彦: "長田義仁 編、バイオミメティックスハンドブック、第17章「人工機能蛋白質」"エヌ・ティー・エス. 550 (2000)
• [文献書誌] M.Sisido: "Precision Polymers and Nano-Organized Systems, pp.213-216, "Molecular Design of Polypeptides and Proteins with Artificial Electron Transporting Functions","Kodansha,Tokyo. 350 (2000)