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2012 年度 実績報告書

進化分子工学の化学拡張による光機能性ペプチドの創発と応用

公募研究

研究領域分子ナノシステムの創発化学
研究課題/領域番号 23111724
研究機関独立行政法人理化学研究所

研究代表者

伊藤 嘉浩  独立行政法人理化学研究所, 伊藤ナノ医工学研究室, 主任研究員 (40192497)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
キーワードアプタマー / アゾベンゼン / 進化分子工学 / 光応答性 / 光異性化 / ペプチド
研究実績の概要

これまでに、従来の動的分子認識における精密な有機分子設計に、進化という生物戦略を採り入れた「試験管内分子進化法」を融合して「任意の」ゲスト(ターゲット)分子に対するホスト分子(ペプチドアプタマー)をテーラーメイドに創出し、そのホストーゲスト集合体形成を動的に制御できることを明らかにし、バイオテクノロジー分野へ応用できる光応答性タグの創出を目指した。
具体的な任意のターゲットには、生化学実験でよく用いられるアビジンを選び、これに対し、光スイッチ機能をもって補足・放出したり、吸着・脱着したりするペプチドアプタマーについて詳細な検討を行った。具体的には、詳細の解離、結合の測定を行うとともに、光照射によってコンフォメーション変化が起こることを円偏光二色性測定により明らかにし、これにより吸脱着が制御されることを明らかにした。
新たにゲスト分子としてプロテインAやグルタチオンを選び、光スイッチ機能をもって補足・放出できるシステムを検討した。具体的にはまず、ゲスト分子を固定化したアフィニティーカラムを作成した。ここに無細胞翻訳系を用いて調製するアゾベンゼンを導入したペプチドのランダム配列ライブラリーを提示したリボソームを添加し、アフィニティーカラムに結合させた。結合しなかったものを洗浄した後、続いて光照射を行い異性化し、脱離する分子を目的分子として回収した。これを所定の方法で増殖(逆転写→PCR増幅→転写)した。この一連の操作を繰り返すことにより試験管内進化を行い、光スイッチング・ペプチドアプタマーを調製した。クローニングしてペプチド配列を解析し、得られたペプチドアプタマーが光に応答して吸脱着することを明らかにした。
本結果は、将来バイオテクノロジー分野で応用できる光アフィニティ・タグとして有用である。

現在までの達成度 (段落)

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 3件)

  • [雑誌論文] 生物進化の模倣による機能性ペプチドの創製2013

    • 著者名/発表者名
      多田誠一
    • 雑誌名

      高分子論文集

      巻: 未定 ページ: 未定

    • 査読あり
  • [雑誌論文] In vitro selection of a photo-responsive peptide aptamer by ribosome display2012

    • 著者名/発表者名
      Mingzhe Liu
    • 雑誌名

      Chem. Commun

      巻: 48 ページ: 11871-11873

    • DOI

      10.1039/C2CC36618E

    • 査読あり
  • [学会発表] 進化分子工学の化学拡張による機能付加分子認識の創成2013

    • 著者名/発表者名
      伊藤 嘉浩
    • 学会等名
      新学術領域「分子ナノシステムの創発化学」領域終了公開シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2013-02-02 – 2013-02-02
    • 招待講演
  • [学会発表] In vitro Selection of a Photo-responsive Peptide Aptamer by Ribosome Display2012

    • 著者名/発表者名
      Ito Yoshihiro
    • 学会等名
      AsiaNano 2012
    • 発表場所
      Lijiang、China
    • 年月日
      2012-09-08 – 2012-09-08
    • 招待講演
  • [学会発表] 進化分子工学による創発化学 進化分子工学の化学拡張による光機能性ペプチドの創発と応用2012

    • 著者名/発表者名
      多田 誠一
    • 学会等名
      新学術領域「分子ナノシステム創発化学」第4回全体会議
    • 発表場所
      長野
    • 年月日
      2012-08-17 – 2012-08-17
    • 招待講演

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公開日: 2018-02-02  

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