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異なる機能を有する生体高分子同士を連結させることで、多機能あるいは新機能を有する反応系が数多く生み出され、新たな反応リアクターとして展開されている。本研究では、DNAの有する高い分子認識能力に注目し、新たなナノリアクター創製の方法論の確立とその生物工学的応用を目的に研究を行った。DNAとタンパク質を複合化させることで、双方の機能を利用可能な多機能性分子の創製が可能となった。本研究では、遺伝子組換えタンパク質の精製で汎用的に利用されているペプチドタグと金属錯体のアフィニティーに注目し、部位特異的にDNAとタンパク質を結合させる方法論を確立した。モデルタンパク質として、金属錯体と結合するペプチドタグを導入したアルカリフォスプァターゼ(AP)を選択し、相補鎖DNAを提示したマイクロプレード上に、DNAとAPの複合化を行った結果、必要な因子が全て揃う揚合にのみ、APは触媒活性を示すことを明らかにした。さらに、トロンビン間隔を制御した鋳型を構築し、トロンビンと結合するDNAアプタマーによって、鋳型DNA上にトロンビンを配列可能であることを明らかにした。また、抗体であるIgEを末端に修飾したIgE-トロンビン連結体の構築を試み、鋳型DNAの存在によって、抗体とトロンビンという異なるタンパク質同士においても連結リアクターの構築が可能であることを示した。以上のように本研究では、DNAの配列認識機能に着目し、新たな機能性ナノリアクターの創製とその生物工学的応用を目的に検討を行い、DNAとタンパク質、双方の機能を保持した複合リアクターの調製法を確立し、さらに、鋳型としてDNAを利用することで、遺伝子組換えに依存しないタンパク質の新たなナノリアクターの連結法を確立することに成功した。
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