タンパク質の動きが連携して機能発現するバイオナノマシンの構築

令和4年度は、グーグル傘下のDeepMind社の構造計算ツールAlphaFold2を組み込んだ構造領域シャッフリングによるタンパク質超分子のデザインシステムの構築を進め、同一タンパク質分子において構造領域シャッフリングを施した、ホモ分子種間でのドメインスワッピングタンパク質超分子のモデル分子をデザインした。現在、デザインした分子が実際にデザイン通りの構造を形成するか大腸菌による発現、発現した場合はその構造特性・物性について、紫外可視吸（UV-vis）、円二色性（CD）、サイズ排除クロマトグラフィー（SEC）、多角度光散乱（MALS）により検討している。また、これまでに構築できているビルディングブロックタンパク質BBP-l9にCOのセンシングにより2量体から単量体に解離するシトクロムc′の動きを組み込んだ人工タンパク質超分子ABAについて、その会合状態やリガンドに応答した構造変化挙動をSEC-MALS、原子間力顕微鏡（AFM）などで解析を進め、ABAのCOセンシングサイトであるヘムが、還元状態でのCOの結合だけでなく、酸化状態でのイミダゾールの結合によってもABAの超分子状態の解離が起きることが明らかになった。さらに令和3年度に構築したBBP-l9を3分子を連結した新たなビルディングコアCPC3についてもSEC、AFM、およびX線小角散乱（SAXS）で構造解析を進め、CPC3がN末端とC末端が閉じた環状構造をとり得ることを明らかにした。

令和4年度は、グーグル傘下のDeepMind社の構造計算ツールAlphaFold2を組み込んだ構造領域シャッフリングによるタンパク質超分子のデザインシステムの構築を進め、同一タンパク質分子において構造領域シャッフリングを施した、ホモ分子種間でのドメインスワッピングタンパク質超分子のモデル分子をデザインした。現在、デザインした分子が実際にデザイン通りの構造を形成するか大腸菌による発現、発現した場合はその構造特性・物性について、紫外可視吸（UV-vis）、円二色性（CD）、サイズ排除クロマトグラフィー（SEC）、多角度光散乱（MALS）により検討している。また、これまでに構築できているビルディングブロックタンパク質BBP-l9にCOのセンシングにより2量体から単量体に解離するシトクロムc′の動きを組み込んだ人工タンパク質超分子ABAについて、その会合状態やリガンドに応答した構造変化挙動をSEC-MALS、原子間力顕微鏡（AFM）などで解析を進め、ABAのCOセンシングサイトであるヘムが、還元状態でのCOの結合だけでなく、酸化状態でのイミダゾールの結合によってもABAの超分子状態の解離が起きることが明らかになった。さらに令和3年度に構築したBBP-l9を3分子を連結した新たなビルディングコアCPC3についてもSEC、AFM、およびX線小角散乱（SAXS）で構造解析を進め、CPC3がN末端とC末端が閉じた環状構造をとり得ることを明らかにした。