新規に開発したＢＬＬナノ構造体による、タンパク質結晶核形成過程の研究

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タンパク質の結晶核形成は、低頻度で制御困難な、タンパク質溶液－結晶相転移過程を経て進む。その核形成過程は、タンパク質分子の形態学上の複雑性(多様なサイズ、不規則な形状、様々な表面電荷、表面形状の動的な特徴など)に依存する。そのためタンパク質の結晶化は、結晶構造解析技術が非常に速い勢いで発展している現在においても、依然として，越えなければならない大きな壁として立ちはだかっている。本研究では、我々が開発したBLLナノ構造を持つ核剤がタンパク質分子の配列規則性を誘発し、分子の自己組織化・結晶性パッキングを引き起こす過程（溶液－結晶相転移過程）を促進するメカニズムを解明する。核剤の設計に理論的な基盤を提供することで、より汎用性のある、有効なタンパク質結晶化の核剤の設計・創製を可能にし、溶液－結晶相転移の制御を実現することを目指す。本研究の目的を達成するため、2021年度では、１．促進メカニズムについて、既に開発していた、効果のあるBLL核剤2種類を熱処理や、超音波処理によって人工的に表面レッジを作り、TEMで確認したところで、形状を良く保っている１種類の核剤を使用することにした。その核剤を用いて標準タンパク質を結晶化した。その結果、核剤は結晶化溶液過飽和相（核形成領域）を変化させることを見出した。２．BLL核剤の汎用性について、１で選んだBLL核剤を当研究室に行われた結晶化に問題があるタンパク質Mps3(NTD)、AOD、SelU-tRNAなどへ適用するため、それらのサンプルの大量発現・精製などの調製を行った。BLL核剤を加えて、結晶化を試みた。そのうち、Mps3(NTD)とAODの初期結晶を得た。また、BLL核剤の使用方法の検討も行って、結晶化プレートへコーデング、タンパク質溶液との混合のときに、BLLの濃度と効果を検討した結果、最適条件を見つけた。