2021 年度研究成果報告書

センサータンパク質を駆動系とする人工タンパク質超分子マシンの構築

研究課題

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研究課題/領域番号	18K04906
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
審査区分	小区分28040:ナノバイオサイエンス関連
研究機関	奈良先端科学技術大学院大学
研究代表者	山中優奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (60632825)
研究期間 (年度)	2018-04-01 – 2022-03-31
キーワード	タンパク質超分子 / センサータンパク質 / ナノマシン / タンパク質設計 / ドメインスワッピング
研究成果の概要	CO結合に伴い二量体が解離する常温菌センサータンパク質 (AVCP)と閉環状3量体を形成する人工タンパク質ビルディングブロック（BBPl9）を、ドメインスワップ構造をベースに、融合したAVCP/N-BBPl9-AVCP/C（ABA）を構築した。ABAは、加熱またはエタノールにより処理することで超分子化し、超分子化したものはCOまたはイミダゾールのリガンド結合により、可逆的にサイズ変化した。以上によりセンサータンパク質の動きを駆動系として人工タンパク質超分子に組み込み、動きを持ったタンパク質超分子マシンを構築する方法論を実証した。
自由記述の分野	タンパク質工学
研究成果の学術的意義や社会的意義	天然タンパク質超分子はナノスケールで駆動する分子機械＝ナノマシンとして機能する。近年、タンパク質を素材として、人工ナノ構造体の構築は可能になってきたが、天然のタンパク質のように駆動する人工タンパク質マシンの構築は、困難であった。本研究の成果は、センサータンパク質の動作機構を駆動系としてタンパク質超分子に組み込むことで、人工タンパク質超分子に動きを持たせナノマシンとする方法論の有効性を示すものである。