2種類の機能基を精密空間配置した人工タンパク質の合成

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12750783
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 芳坂 貴弘 岡山大学, 工学部, 助手 (30263619)
• Keywords: 非天然アミノ酸 / 人工タンパク質 / 4塩基コドン / タンパク質生合成 / ストレプトアビジン / ニトロフェニルアラニン / ナフチルアラニン / 光誘起電子移動

Research Abstract

本年度は、タンパク質中の特定の2ヶ所に非天然アミノ酸を組み込むための手法を大きく改良することに成功した。これまで、4塩基コドンCGGGとAGGUを用いて、タンパク質中の特定の2ヶ所に非天然アミノ酸を組み込む手法を開発しているが、この場合、AGGUの翻訳効率が低いために、最終的なタンパク質の収量も非常に低くなっていた。例えば、ニトロフェニルアラニンとナフチルアラニンを導入しようとした場合、タンパク質の収量は野生型のものに比べて20%程度であった。
そこで、AGGUに代わる新たな4塩基コドンの探索を行った。AGAU,CGAU,CGCU,CCCU,UUGU,CUCU,CUAU,UCGU,ACGU,GGGUについて、ストレプトアビジンのTyr83部位へのニトロフェニルアラニンの導入により評価したところ、GGGUについて非常に高い翻訳効率が得られた。この場合のタンパク質の収量は野生型のものに比べて80%以上であった。このGGGUコドンと従来のCGGGコドンを組み合わせてニトロフェニルアラニンとナフチルアラニンを導入した場合、タンパク質の収量は野生型のものに比べて60%程度となり、これまでの手法に比べておよそ3倍の高効率化が達成できた。
さらに、この改良された手法を用いて、電子ドナーとしてアントラニル酸修飾アミノ酸、電子アクセプターとしてニトロフェニルアラニンを特定部位へ導入したストレプトアビジンを合成した。蛍光測定から、タンパク質中でこれらの間で光誘起電子移動が起こっていることが示唆された。
また、エネルギー移動のための非天然アミノ酸として、ダンシル基修飾アミノ酸の合成も行い、今後タンパク質中でのエネルギー移動の検討も進める予定である。