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2023 年度 実績報告書

人工結合タンパク質を基盤とする新しいタンパク質構造安定化戦略の創成

研究課題

研究課題/領域番号 21K05386
研究機関京都府立大学

研究代表者

田中 俊一  京都府立大学, 生命環境科学研究科, 准教授 (70591387)

研究分担者 松村 浩由  立命館大学, 生命科学部, 教授 (30324809)
高野 和文  京都府立大学, 生命環境科学研究科, 教授 (40346185)
吉澤 拓也  立命館大学, 生命科学部, 講師 (50779056)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワードタンパク質工学 / 酵素 / 人工結合タンパク質 / 安定性 / 熱力学解析 / X線結晶構造解析
研究実績の概要

酵素の安定性の改変は、その産業利用において重要な課題である。代表者は最近、人工結合タンパク質の酵素構造表面への結合が、酵素の熱安定性を高く向上させることを発見した。本研究では、①この安定化効果がどれだけの広い酵素で得られるのかという汎用面、そして、②酵素構造表面のどのような部位へ、どのような相互作用様式で結合することが高い安定化に結びつくのかという機序面を明らかにすることを目的に、複数の酵素に対して様々な部位に結合する人工結合タンパク質を創出し、熱力学的・構造学的手法を用いた網羅的かつ体系的な解析を行う。

一昨年度と昨年度とは異なる種類のターゲット酵素に対する人工結合タンパク質の取得を試みるとともに、得られた人工結合タンパク質の親和性解析ならびに構造解析に取り組んだ。酵母表層ディスプレイや表面プラズモン共鳴(SPR)などを用いた解析から、平衡解離定数(Kd値)はnMオーダーからuMオーダーまで幅広い人工結合タンパク質が確認できた。X線結晶構造解析、X線小角散乱解析、クライオ電子顕微鏡解析によって人工結合タンパク質とターゲットとの構造解析にも複数成功しており、相互作用形式も明らかにできている。他方、熱力学的解析については進捗が遅れており、安定化との相関関係については結論を得ていない。今後は熱力学的解析を進め、当初の目標達成に向けて研究を継続する。

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 1件) 産業財産権 (4件)

  • [雑誌論文] Engineering a monobody specific to monomeric Cu/Zn‐superoxide dismutase associated with amyotrophic lateral sclerosis2024

    • 著者名/発表者名
      Amesaka Hiroshi、Hara Mizuho、Sakai Yuki、Shintani Atsuko、Sue Kaori、Yamanaka Tomoyuki、Tanaka Shun‐ichi、Furukawa Yoshiaki
    • 雑誌名

      Protein Science

      巻: 33 ページ: e4961

    • DOI

      10.1002/pro.4961

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Conformation state‐specific monobodies regulate the functions of flexible proteins through conformation trapping2023

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Ibuki、Amesaka Hiroshi、Hara Mizuho、Yonezawa Kento、Okamoto Keisuke、Kamikubo Hironari、Tanaka Shun‐ichi、Matsuo Takashi
    • 雑誌名

      Protein Science

      巻: 32 ページ: e4813

    • DOI

      10.1002/pro.4813

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structures of a FtsZ single protofilament and a double-helical tube in complex with a monobody2023

    • 著者名/発表者名
      Fujita Junso、Amesaka Hiroshi、Yoshizawa Takuya、Hibino Kota、Kamimura Natsuki、Kuroda Natsuko、Konishi Takamoto、Kato Yuki、Hara Mizuho、Inoue Tsuyoshi、Namba Keiichi、Tanaka Shun-ichi、Matsumura Hiroyoshi
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 14 ページ: 4073

    • DOI

      10.1038/s41467-023-39807-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] An efficient selenium transport pathway of selenoprotein P?utilizing a high-affinity ApoER2 receptor variant and being independent of selenocysteine lyase2023

    • 著者名/発表者名
      Mizuno Ayako、Toyama Takashi、Ichikawa Atsuya、Sakai Naoko、Yoshioka Yuya、Nishito Yukina、Toga Renya、Amesaka Hiroshi、Kaneko Takayuki、Arisawa Kotoko、Tsutsumi Ryouhei、Mita Yuichiro、Tanaka Shun-ichi、Noguchi Noriko、Saito Yoshiro
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 299 ページ: 105009~105009

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2023.105009

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ガラクトオリゴ糖の製造に有用な担子菌酵母のβ-グリコシダーゼ : 遺伝子クローニングと立体構造解析 から明らかになった特徴について2023

    • 著者名/発表者名
      石川英司、田中俊一
    • 雑誌名

      日本農芸化学会誌『化学と生物』

      巻: 61 ページ: 274-280

    • 査読あり
  • [学会発表] 人工結合タンパク質を用いた細胞分裂タンパク質FtsZの構造解析2023

    • 著者名/発表者名
      上村菜月、藤田純三、雨坂心人、吉澤拓也、黒田奈津子、原瑞穂、井上豪、難波啓一、田中俊一、松村浩由
    • 学会等名
      第36回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • [学会発表] 人工結合タンパク質を用いた糖鎖切断酵素の立体構造解析2023

    • 著者名/発表者名
      的場美希、高島晶、藤田純三、雨坂心人、吉澤拓也、難波啓一、田中俊一、松村浩由
    • 学会等名
      第36回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • [学会発表] 大腸菌ホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼのエフェクター作用機構解明に向けた構造解析2023

    • 著者名/発表者名
      三宅智哉、西村和樹、藤田純三、雨坂心人、吉澤拓也、難波啓一、田中俊一、松村浩由
    • 学会等名
      第36回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • [学会発表] 抗体様タンパク質「モノボディ」を用いた構造変化過程への摂動による酵素活性制御2023

    • 著者名/発表者名
      中村 伊武輝、雨坂 心人、原 瑞穂、米澤 健人、上久保 裕生、田中 俊一、廣田 俊、松尾 貴史
    • 学会等名
      日本化学会第103春季年会
  • [学会発表] HSbody, a heat sterilizable antibody mimetic2023

    • 著者名/発表者名
      H. Amesaka, M. Hara, A. Hirata, M. Fujihashi, K. Takano, S-i. Tanaka
    • 学会等名
      11th Asia Oceania Human Proteome Organization (AOHUPO) and 7th Asia Oceania Agricultural Proteomics Organization (AOAPO) Congress
    • 国際学会
  • [学会発表] PPIsを介した柔軟なタンパク質の機能制御:人工結合タンパク質の適用可能性の検証2023

    • 著者名/発表者名
      中村 伊武輝、雨坂 心人、原 瑞穂、米澤 健人、廣田 俊、上久保 裕生、田中 俊一、松尾 貴史
    • 学会等名
      第49回生体分子科学討論会
  • [学会発表] HSbody, a heat sterilizable antibody-mimetic based on the human cold shock domain -加熱殺菌処理可能なヒト由来抗体模倣分子の 創生-2023

    • 著者名/発表者名
      雨坂心人、原瑞穂、平田あずみ、藤橋雅宏、高野和文、田中俊一
    • 学会等名
      第23回日本蛋白質科学会
  • [学会発表] Aspergillus niger由来prolyl endopeptidaseのN結合型糖鎖の役割2023

    • 著者名/発表者名
      巽敬太、山田聖樹、矢野真実子、吉澤拓也、高野和文、松村浩由、田中俊一
    • 学会等名
      第23回日本蛋白質科学会
  • [学会発表] 抗体ミメティック「モノボディ」を用いた構造変化トラップによる柔軟性タンパク質の機能制御2023

    • 著者名/発表者名
      中村 伊武輝、雨坂 心人、原 瑞穂、米澤 健人、上久保 裕生、田中 俊一、廣田 俊、松尾 貴史
    • 学会等名
      第23回日本蛋白質科学会
  • [学会発表] 毒性ペプチド(PR)nによるKapβ2の相分離抑制機能の阻害機構の解明2023

    • 著者名/発表者名
      谷本峰成、笹原直哉、井手郁佳、雨坂心人、原瑞穂、田中俊一、吉澤拓也、松村浩由
    • 学会等名
      第23回日本蛋白質科学会
  • [学会発表] ホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼのエフェクター作用機構2023

    • 著者名/発表者名
      西村和樹、三宅智哉、藤田純三、雨坂心人、戸谷俊太郎、原瑞穂、吉澤拓也、難波啓一、田中俊一、松村浩由
    • 学会等名
      第23回日本蛋白質科学会
  • [学会発表] 結晶構造解析によるグルテン分解酵素の基質認識機構の解明2023

    • 著者名/発表者名
      山田聖樹、巽敬太、矢野真実子、吉澤拓也、田中俊一、松村浩由
    • 学会等名
      第23回日本蛋白質科学会
  • [学会発表] セレノシステイン含有リコンビナントヒトセレノプロテインPの大腸菌生産とその機能性評価2023

    • 著者名/発表者名
      栂蓮弥、雨坂心人、越智杏奈、高野和文、三原久明、斎藤芳朗、田中俊一
    • 学会等名
      第96回日本生化学会
  • [産業財産権] ホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼを活性化することができるポリペプチド2023

    • 発明者名
      松村浩由、上原了、 田中俊一、他
    • 権利者名
      松村浩由、上原了、 田中俊一、他
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2023-211404
  • [産業財産権] 抗体模倣分子2023

    • 発明者名
      田中俊一、雨坂心 人、原瑞穂、古川良明
    • 権利者名
      田中俊一、雨坂心 人、原瑞穂、古川良明
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2023-121962
  • [産業財産権] 抗体模倣分子2023

    • 発明者名
      田中俊一、栂蓮弥、 雨坂心人、斎藤芳 郎、外山喬士、杉浦ひかり
    • 権利者名
      田中俊一、栂蓮弥、 雨坂心人、斎藤芳 郎、外山喬士、杉浦ひかり
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2023-043603
  • [産業財産権] フラクトシル化マルチトールおよびその製造方法2023

    • 発明者名
      田中俊一、矢野真実 子、上野慶一、宮武拓未
    • 権利者名
      田中俊一、矢野真実 子、上野慶一、宮武拓未
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2023-007058

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公開日: 2024-12-25  

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