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本研究では，プライベートシャペロンのフォールド特異的な基質タンパク質認識と，分子シャペロン機能の相関関係を明確にすることを目的に，人工結合タンパク質作製基盤の構築，および，それを起点とした合成生物学的研究に取り組む。
昨年度において，単鎖モネリンを分子骨格とするファージディスプレイライブラリーを選別することによりモデルタンパク質GFPuvに結合する人工結合タンパク質 (GBP-1) を作製した。 本年度は，GBP-1の分子性状を詳細に解析した。まず，表面プラズモン共鳴測定法により，GFPuvとの相互作用を解析し，解離定数を~20 μMと見積もった。また，相互作用機構を原子レベルで明らかにするために，GBP-1/GFPuv複合体の結晶構造を決定した。その結果，設計した通り，GBP-1はアミノ酸配列を多様化させた2本のループを用いてをGFPuvを認識していることが明らかになった。以上のことから，単鎖モネリンは人工結合タンパク質の分子骨格として有用であることが示唆された。
一方で，上述のファージディスプレイライブラリーでは，単鎖モネリン中の2本のループ長が固定されており，標的分子との相互作用様式に制限が生じる可能性がある。そのため，ライブラリーの設計に改良の余地があった。そこで人工結合タンパク質の性状解析と並行して，ファージディスプレイライブラリーの改良・高度化を実施した。具体的には，単鎖モネリンの2本のループの配列をアミノ酸組成に偏りを持たせてランダム化し，かつ長さを多様化させたサイズが約7×10^10にも達するファージディスプレイライブラリーを作製した。
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