2020 年度研究成果報告書

タンパク質の構造設計の計算方法の研究開発および実験検証

研究課題

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研究課題/領域番号	18H02395
研究種目	基盤研究(B)
配分区分	補助金
応募区分	一般
審査区分	小区分43020:構造生物化学関連
研究機関	国立研究開発法人理化学研究所
研究代表者	ZHANG KAM 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, チームリーダー (60558906)
研究期間 (年度)	2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード	計算タンパク質設計
研究成果の概要	私たちは、バックボーンの柔軟性を備えた計算タンパク質設計法を開発しました。これは、既知のタンパク質構造のローカル構造環境をエネルギーとともに利用して配列設計をガイドするものです。これは、非連続接触アミノ酸残基モチーフのカスタマイズされたライブラリに基づいています。この新しい方法を、RNA ポリメラーゼの 4 回対称の 8 ブレードベータプロペラと 2 回対称のダブル psi ベータバレルコアの設計に適用しました。これらの設計は、実験的に決定された構造がコンピュータによる設計モデルと厳密に一致することが X 線結晶構造解析によって検証されています。
自由記述の分野	計算タンパク質設計
研究成果の学術的意義や社会的意義	私たちが開発した柔軟なバックボーンタンパク質設計法は、現在の最先端のタンパク質設計の可能性を拡張しました。それは、新しいバイオセンサー、治療法、および診断法の開発に大きな可能性を示しています。 RNA ポリメラーゼの 2 重対称ダブル psi ベータバレルコアの成功した設計は、現代の複雑なタンパク質は、祖先のより単純なタンパク質からの遺伝子重複、融合、および多様化イベントから進化した可能性があるという考えを支持しています。