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2011 年度 実績報告書

パターンデザインペプチドライブラリーを用いた天然変性タンパク質の特性解析

公募研究

研究領域天然変性タンパク質の分子認識機構と機能発現
研究課題/領域番号 22113508
研究機関信州大学

研究代表者

新井 亮一  信州大学, ファイバーナノテク国際若手研究者育成拠点, 助教 (50344023)

キーワード天然変性タンパク質 / ペプチドライブラリー / パターンデザイン / ファージディスプレイ / 相互作用解析 / NRSF / PAH1 / 人工タンパク質
研究概要

天然変性タンパク質はアミノ酸配列の保存性は低いにも関わらず、結合と折りたたみの共起によりターゲット分子と相互作用する機構や複数のターゲット分子と相互作用する機構など、まだ多くのことが分かっていない。そこで、天然変性タンパク質がターゲット分子と相互作用する機構・特性を調べるために、配列空間を拡張したパターンデザインペプチドライブラリーを設計・構築し、天然変性タンパク質の特性を解析することを目的として研究を行った。
まず、配列パターンの情報解析結果をもとに、mSin3BのPAH1ドメインに結合する天然変性領域について、疎水性、親水性、小側鎖残基等からなるパターンデザインペプチドライブラリーを設計・構築した。次に、それらのペプチドライブラリーから無作為にペプチド配列を選び、GSTプルダウンアッセイによりPAH1ドメインとの結合実験を行ったところ、有意に結合するものは得られなかった。この結果は、従来予想された天然変性領域コンセンサス結合配列パターンを満たすだけでは、PAH1ドメインへの結合には不十分であることを示唆している。
そこで、より強く相互作用するペプチド配列を探索するためにファージディスプレイスクリーニングを行った。その結果、ファージディスプレイのサイクルを進めるごとに特徴的なパターンの配列が顕著に選択されてきた。さらに、これらのペプチド配列についてファージELISAを行ったところ、NRSFより強い相互作用を示唆する天然変性領域ペプチド配列も見つかった。今後、これらのペプチド配列について、表面プラズモン共鳴バイオセンサー等により相互作用解析を行うことにより、天然変性結合領域とPAH1ドメインとの相互作用特性をより詳細に解明することができると考えられる。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (7件) 備考 (7件)

  • [雑誌論文] Domain-swapped dimeric structure of a stable and functional de novo 4-helix bundle protein, WA202012

    • 著者名/発表者名
      Ryoichi Arai, Naoya Kobayashi, Akiho Kimura, Takaaki Sato, Kyoko Matsuo, Anna F.Wang, Jesse M.Platt, Luke H.Bradley, Michael H.Hecht
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry B

      巻: (in press)

    • DOI

      10.1021/jp212438h

    • 査読あり
  • [学会発表] アミノ酸の種類を限定した新規人工ヘムタンパク質の創製2011

    • 著者名/発表者名
      福田晋士、新井亮一
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20111213-20111216
  • [学会発表] Domain-swapped dimeric structure of a stable and functional de novo 4-helix bundle protein, WA202011

    • 著者名/発表者名
      Naoya Kobayashi, Akiho Kimura, Takaaki Sato, Kyoko Matsuo, Anna F.Wang, Jesse Platt, Luke H.Bradley, Michael H.Hecht, Ryoichi Arai
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20111213-20111216
  • [学会発表] Domain-swapped dimeric structure of a de novo 4-helix bundle protein, WA202011

    • 著者名/発表者名
      Ryoichi Arai, Naoya Kobayashi, Akiho Kimura, Takaaki Sato, Anna F.Wang, Jesse Platt, Luke H.Bradley, Michael H.Hecht
    • 学会等名
      PDB40 Symposium (A Special Symposium Celebrating the 40th Anniversary of the Protein Data Bank)
    • 発表場所
      Cold Spring Harbor, NY, USA
    • 年月日
      20111028-20111030
  • [学会発表] 枯草菌細胞壁溶解酵素阻害タンパク質IseAの構造機能解析2011

    • 著者名/発表者名
      新井亮一、北浦想之、福井貞晴、佐藤高彰、関口順一
    • 学会等名
      第63回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20110926-20110928
  • [学会発表] Crystal structure of a dimeric de novo 4-helix bundle protein WA202011

    • 著者名/発表者名
      Naoya Kobayashi, Akiho Kimura, Takaaki Sato, Anna F.Wang, Jesse Platt, Luke H.Bradley, Michael H.Hecht, Ryoichi Arai
    • 学会等名
      第11回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      20110607-20110609
  • [学会発表] メナキノン生合成酵素MqnD-生成物複合体のX線結晶構造解析2011

    • 著者名/発表者名
      松尾京子、大利徹、瀬戸治男、新井亮一
    • 学会等名
      第11回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      20110607-20110609
  • [学会発表] Crystal structure of a dimeric de novo 4-helix bundle protein WA202011

    • 著者名/発表者名
      Ryoichi Arai, Akiho Kimura, Naoya Kobayashi, Takaaki Sato, Anna F.Wang, Jesse Platt, Luke H.Bradley, Michael H.Hecht
    • 学会等名
      IX European Symposium of The Protein Society
    • 発表場所
      Stockholm, Sweden
    • 年月日
      20110522-20110526
  • [備考] 信州大学繊維学部プレスリリース

  • [備考] ファイバーナノテク国際若手研究者育成拠点の新井亮一助教を中心とした国際共同研究グループが新規人工設計タンパク質の立体構造を解明

    • URL

      http://www.shinshu-u.ac.jp/faculty/textiles/news/2012/03/46854.html

  • [備考] 受賞

  • [備考] The Protein Science Young Investigator Travel Grants/The Protein Society Finn Wold Travel Awards, Ryoichi Arai, Crystal structure of a dimeric de novo 4-helix bundle protein WA20

  • [備考] IX European Symposium of The Protein Society, Stockholm, Sweden, May 22-26, 2011

  • [備考] PDB40 Travel Awards, Ryoichi Arai, Domain-swapped dimeric structure of a de novo 4-helix bundle protein, WA20

  • [備考] A Special Symposium Celebrating the 40th Anniversary of the Protein Data Bank, Cold Spring Harbor, NY, USA, Oct 28-30, 2011

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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