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Protein Encapsulation by Synthetic Cages for Functional Control and Structure Determination

通过合成笼封装蛋白质进行功能控制和结构测定

基本信息

批准号：
19H05461
负责人：
藤田誠
金额：
$ 399.36万
依托单位：
Institute for Molecular Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Specially Promoted Research
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-23 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

分子を限られた空間に捕捉すると、溶液や固体状態では見られない新しい性質や反応性が発現し、さらに新たな観測手段でその構造を解析することができる。本研究では、この知見をタンパク質分子に応用する。すなわち、人工的なケージにタンパク質を空間捕捉し、(1)タンパク質の性質を制御する。(2)タンパク質の反応性を制御する。さらには、(3)タンパク質の新しい構造解析手法を創出することを目的とする。昨年度までにタンパク質包接の新規技術を開発し、それを用いたタンパク質の安定化、リフォールディングを観測した。今年度は、この錯体ケージへの包接・閉じ込めを活用して、タンパク質の変性、リフォールディングの過程の構造解析を行った。タンパク質が有機溶媒などの変性剤で天然の構造を失うと多くの場合で凝集してしまうため、その変性構造を解析することはできない。この変性構造を錯体ケージに閉じ込めることで、その構造を溶液中で観測するとともに、その構造が復元するリフォールディングの過程をNMRで詳細に解析した。その結果、変性過程の過渡構造の詳細を明らかにするとともに、リフォールディングにおけるヒステリシス挙動を見出すことができた。加えて、このタンパク質の閉じ込めを活用してアミロイドβの凝集初期構造の解析を行った。アミロイドβ断片を２分子のみ選択的に錯体ケージに閉じ込めることで、従来方では観測できない二量体構造を観測することに成功した。さらに、タンパク質とリガンドの間の相互作用の解析への応用展開に向けて錯体ケージへのタンパク質と小分子の共包接に取り組んだ。錯体内部の直径5ナノメートル程度の狭い空間にタンパク質とリガンド分子を閉じ込めることで、その間にはたらく弱い相互作用を誘起し、観測できることを実証した。今後は、この弱い相互作用を解析する予定である。

Molecules are limited to space capture, solution and solid state, and are found in new properties, reactions, and structures. This study is aimed at understanding the molecular structure and application of the protein. (1) The nature of the material is controlled. (2)The quality of the product is controlled. (3) A new method of structural analysis is proposed for the analysis of structural changes. In the past year, the new technology for quality packaging has been developed, and the quality of products has been stabilized and tested. This year, the structural analysis of the process of the inclusion and closure of the wrong body is carried out. The organic solvent, the organic solvent, the organic solvent The structure of the complex is analyzed in detail. The detailed description of the transition structure of the result and the change process The analysis of the initial aggregation structure of the polymer is carried out by adding the polymer and the polymer. The molecular structure of the β-fragment was successfully tested. The analysis of the interaction between molecules and molecules is based on the development of molecular structures and the co-integration of molecules and molecules. The diameter of the inside of the dislocation is 5 degrees, the space is narrow, the mass is small, and the weak interaction between the molecules is induced. Future analysis of weak interactions