プロテオームが忌避する配列をもつ人工タンパク質の示す免疫原性能力の調査

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13878137
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Research Institution: Japanese Foundation For Cancer Research
• Principal Investigator: 芝 清隆 (財)癌研究会, 癌研究所・蛋白創製研究部, 部長 (40196415)
• Keywords: 人工タンパク質 / ジペプチド / タンパク質工学 / 分子進化工学 / マイクロ遺伝子 / 合理的設計 / 繰り返し構造 / プロテオーム

Research Abstract

現存天然タンパク質から大きく離れた構造を持つ人工タンパク質を人工的に作製し、これら人工タンパク質の免疫惹起能力を調べたいと考えている。この目的で、以下のような実験を開始した。人工タンパク質の作製には短いDNAをタンデムに重合することから繰り返し性に富んだ人工タンパク質を作製する「MolCraft」技法を用いる。重合の単位として用いるマイクロ遺伝子配列を次のような戦略でデザインする。すなわち、まず公共データベースに蓄積されているタンパク質の配列に存在する2文字列の分布を、大腸菌をモデルの調べた。これをアミノ酸の含量で補正し、天然タンパク質で用いられているジペプチド配列の出現頻度に点数付けをおこなった。この時、出現頻度の低い入れ列がが高い特典をもつように点数付けし、「嫌われ度」のindexとなるようにした。得られた「嫌われ度」indexを今度は利用して、「嫌われ度」の高いマイクロ遺伝子を自動デザインするようなプログラムを作成した。このプログラムは、与えた初期配列を読み枠の1つにコードし、他の読み枠に「嫌われ度」の高いペプチドをコードするような塩基配列をデザインするプログラムである。任意に与えた初期配列から、1サイクル計算し、得られたマイクロ遺伝子のコードする3つのペプチドの中で最も「嫌われ度」の高いものを次の初期値に与えて、第2サイクルを計算する、といったreiterativeな計算をおこなって天然タンパク質から離れた配列を作りしてみた。この時、さらに、アミノ酸組成や全体の疎水性度などにも一定の制約を与えるプログラムを開発した。今後は、任意の初期配列の1つから出発するのではんかく、いくつかのランダムサンプルした配列からスタートし、より広い配列空間をサーチできるプログラムを開発したい。また、デザインしたマイクロ遺伝子から人工タンパク質を作成し、免疫誘導能力を調べていく予定である。

Research Products

• [Publications] Miyaki M: "Alterations of repeated sequences in 5'upstream and coding regions in colorectal tumors from patients with hereditary nonpdyposis colorectal ancer and Turcot syndrome"Oncogene. 20(37). 5215-5218 (2001)
• [Publications] Burke B: "Divergent adaptation of tRNA recognition by Methanococcus Jannaschii prolyl-tRNA synthetase"J Biol Chem. 276(23). 20286-20291 (2001)
• [Publications] Cen S: "Incorporation of lysyl-tRNA synthetase into human Immunodeficiency virus type 1"J Virol. 75(11). 5043-5048 (2001)
• [Publications] 芝清隆: "蛋白質にひそむくり返し構造‥くり返し原理による人工蛋白質の試み"蛋白質核酸酵素. 46(1). 16-25 (2001)