基質認識に伴う構造変化を必要としない革新的なバイオセンサーの開発

2014 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 26620134
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 中田 栄司 京都大学, エネルギー理工学研究所, 講師 (70467827)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: バイオセンサー / リセプタータンパク質 / レシオ検出

研究実績の概要

本研究は、「構造変化を伴わないリセプタータンパク質でも細胞内レシオ型蛍光性バイオセンサーとして利用できる方法論」を確立し、その戦略に基づいて生体内重要物質を細胞内で直接観察できる蛍光性バイオセンサーの構築を目的としている。一般的なバイオセンサーの設計には、標的物質との結合に伴って大きく構造変化するリセプタータンパク質が必須であったため、バイオセンサーとして利用できないリセプタータンパク質が数多く存在していた。本研究では、そのようなリセプタータンパク質に新たに構造変化モジュールを遺伝子レベルで導入した細胞内で発現可能なバイオセンサーの設計戦略を提案し、その有用性を実証することを目指している。
構造変化を伴わないリセプタータンパク質を用いたレシオ型蛍光性バイオセンサーの構築戦略は、本研究者らの報告例に限られる(JACS, 2009, 131, 5873など)が、その報告においても、細胞内でのバイオセンサーの直接構築は困難であり、更なる改良が期待されていた。そこで本年度は、本戦略のモデルタンパク質としていくつかのリセプタータンパク質を選定し、それらを本戦略に基づいてバイオセンサー化することを計画し、その発現系を構築するところまでには至ったものの、その機能評価については現在のところ充分な結果を得られていない。その一因として、構築した融合タンパク質の安定性等に原因があると考えられる。今後、溶解性を向上することが知られているタンパク質(GSTやMBP)などとの融合タンパク質として調製した後、選択的プロテアーゼ切断により可溶化したバイオセンサーを獲得し、機能評価していく。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

構築した融合タンパク質の安定性等に原因があり、機能評価に関して難航しており、全体として遅れが出ている。

今後の研究の推進方策

可溶化したバイオセンサーを獲得し、機能評価していく。

次年度使用額が生じた理由

本年度は一部予定通りに研究が進行しなかった関係で次年度使用額が生じることとなった。

次年度使用額の使用計画

最終年度において予定通り研究が遂行できるように研究を進行していく。