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2005 年度 実績報告書

天然タンパク質に匹敵する構造特異性を持つ人工タンパク質のデノボ設計

研究課題

研究課題/領域番号 15510163
研究機関東京工業大学

研究代表者

太田 元規  東京工業大学, 学術国際情報センター, 助教授 (40290895)

研究分担者 磯貝 泰弘  理化学研究所, 城生体金属科学, 先任研究員 (00201921)
キーワード立体構造 / 測鎖パッキング / 3Dプロフィール / modeller / 局所構造
研究概要

理論設計としては,以下の2つの試みを行った.1つは引き続き実施している局所構造関数の作成である.ラマチャンドランプロットを利用して定義した,局所構造を表現する12種類の1部位構造コード(Singl Site Conformational Code : SSCC)とアミノ酸配列について統計ポテンシャルを作成し,適合度の評価能を調べた.2種類のデコイを用いて調べた結果,1アミノ酸と1部位についての適合を評価する関数と,隣り合った,もしくは近隣にある(アミノ酸,1部位)ペア同士を評価する関数,ともに良好な結果を得た.特に1アミノ酸と1部位を評価する関数では,DSSPで定義した局所構造を利用した関数よりも精度が高かった.もう1つは近縁のタンパク質ペアの立体構造を利用した,機能転換を目指したデザインである.具体的にはミオグロビンの構造を利用し,ヘムに結合するフィコシアニン配列の設計を行った.汎用モデリングツールであるmodellarと3Dプロフィールを用い,フィコシアン配列をミオグロビン構造に適合するよう10数個の置換を導入した.この配列を実際に合成して構造特性などを実験的に調べたところ,設計した配列は水溶性に問題があり測定が困難であったが,設計配列の1置換体はそこそこのαヘリックス含量を示し弱いながらヘムを結合した.この方法とは別に,フィコシアニンの構造にヘムが挿入されるような空間を開けるという方法で設計した配列は,良好な構造特異性とヘム結合能を示した。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2006 2005

すべて 雑誌論文 (6件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Native protein sequences are designed to destabilize folding intermediates2006

    • 著者名/発表者名
      Isogai
    • 雑誌名

      Biochemistry (In press)

  • [雑誌論文] Stabilization of E.coli Ribonuclease HI by the 'stability profile of mutant protein' (SPMP)-inspired random and non-random mutagenesis2006

    • 著者名/発表者名
      Haruki et al.
    • 雑誌名

      J.Biotech. (In press)

  • [雑誌論文] Frame shuffling : a novel method for in vitro protein evolution2006

    • 著者名/発表者名
      Kashiwagi et al.
    • 雑誌名

      Protein Eng.Des.Selec. (In press)

  • [雑誌論文] Design of lambda Cro fold : solution structure of a monomeric variant of the denovo protein2005

    • 著者名/発表者名
      Isogai et al.
    • 雑誌名

      J.Mol.Biol. 354

      ページ: 801-814

  • [雑誌論文] P-cats : Prediction of catalytic residues in proteins from the tertiary structures2005

    • 著者名/発表者名
      Kinoshita, Ota
    • 雑誌名

      Bioinformatics 17

      ページ: 3570-3571

  • [雑誌論文] Stabilization mechanism of the tryptophan synthase alpha-subunit from Thermus thermophilus HB8 : X-ray crystallographic analysis and calorimetry2005

    • 著者名/発表者名
      Asada et al.
    • 雑誌名

      J.Biochem(Tokyo) 138

      ページ: 343-353

  • [図書] 人工タンパク質設計「タンパク質科学-構造・物性・機能」(後藤祐児, 谷澤克行, 桑島邦博 編)2005

    • 著者名/発表者名
      磯貝泰弘, 太田元規
    • 総ページ数
      579(9)
    • 出版者
      化学同人

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公開日: 2007-04-02   更新日: 2016-04-21  

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