Development of kinetics-controlling molecules for construction of asymmetric structures

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project Area: Kinetics-Driven Supramolecular Chemistry
• Project/Area Number: 21H05096
• Research Category: Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Transformative Research Areas, Section (II)
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: Muraoka Takahiro 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70509132)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 馬渕 拓哉 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (10795610)
• Project Period (FY): 2021-08-23 – 2024-03-31
• Keywords: タンパク質 / フォールディング

Outline of Final Research Achievements

The aim of this study was to chemically reconstruct the folding-promoting mechanism found in biological chaperones. Using thiol and disulfide compounds based on a cyclodextrin matrix interacting with hydrophobic units, we evaluated the effect of substituent introduction and its position on retardation control. It was shown that the introduction of substituents in the interaction site of cyclodextrins with hydrophobic molecules leads to the development of dynamic interaction forms similar to chaperones. Compounds forming chaperone-like interactions exhibited higher folding enhancement effects than comparative molecules, indicating that mimicking the molecular recognition mechanism similar to chaperones is effective for protein folding enhancement.

Free Research Field

生体関連化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

タンパク質は医薬品に用いられる社会的にも重要な物質群である。その活性を発現させるためには、適切な立体構造へ導くフォールディング制御が重要である。本研究では、タンパク質フォールディングを効率的に進める化合物の開発に成功し、動的な相互作用の有効性として新たな設計指針を呈示した。この成果は、医薬品タンパク質の製造効率を向上させることなど、社会、産業上重要な技術の基盤になる。また、タンパク質だけでなく、合成高分子の立体構造を制御する技術へ、将来展開されうる学術的意義がある。