Protein design and engineering toward the creation of external stimuli-responsive bionanomachines

用于创建外部刺激响应生物纳米机器的蛋白质设计和工程

• 批准号: 19H02832
• 负责人: 鈴木 雄太
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19H02832/
• 关键词: タンパク質デザイン; タンパク質工学; 自己集合; バイオマテリアル; タンパク質結晶

本研究は、必要な時、必要な機能を自発的に発動する「バイオナノロボット」の作製を将来的な目標とし、そのパーツとなる機能性を有したタンパク質集合体 「バイオナノマシン」の創成を目的としている。また、バイオナノロボットの構築を目指した際に必要となる新規コネクターの作製(自在に複数のものを接続するためのコネクター)も平行し推進する。別々の機能を有するバイオナノマシンの接続を可能とすることで、さらなる高機能化を目指した研究へと展開する。具体的に、以下の3項目の研究を推進している。目的①複数の外部刺激に応答する機能性ワイヤーおよび二次元マテリアルの作製:昨年度行なった初期検討をもとに、本年度は実際に電子顕微鏡・原子間力顕微鏡を用いることで、集合体形成の確認を行なった。集合体の形成を確認することは成功したが、想定していた集合体よりかなり小さな構造体に留まっていたため、更なるタンパク質パーツの改良を行いより高次な集合体形成を目指し研究を推進した。目的②筋肉を模倣したタンパク質集合体形成:昨年度に作製した機能となるタンパク質を搭載した形成パーツを改良し、構造体構築を引き続き検討したが顕著な改善は見られなかった。そのため並行し推進していた目的③にて作製を開始した新たな集合体形成手法であるヘテロ二量体コネクターを本目的にも取り入れるべく検討を開始した。目的③ヘテロ二量体コネクターの作製とその使用(目的1と2の融合):昨年度より作製を開始したタンパク質パーツの遺伝子作製・大腸菌による発現系の確立・タンパク質精製の確立を継続し行なった。作製したタンパク質パーツを混ぜ合わせることで、初期段階ではあるが、想定していたタンパク質集合体の形成を確認することに成功した。本成果を基盤とすることで目的①・②の実現にもより早く繋がることが考えられるため、次年度以降は本目的を中心に研究を推進する予定としている。

は, this study, necessary な function when necessary な を from 発 に 発 dynamic す る "バ イ オ ナ ノ ロ ボ ッ ト" を な target in the future the の cropping と し, そ の パ ー ツ と な る functional を have し た タ ン パ ク qualitative collection "バ イ オ ナ ノ マ シ ン" の chuang cheng を purpose と し て い る. ま た, バ イ オ ナ ノ ロ ボ ッ ト の build を refers し た interstate に necessary と な る new rules コ ネ ク タ ー の cropping (ease に plural の も の を meet 続 す る た め の コ ネ ク タ ー) も parallel し propulsion す る. Don't 々 の function を have す る バ イ オ ナ ノ マ シ ン の meet 続 を may と す る こ と で, さ ら な る high functional を refers し た research へ と expand す る. The specific に, the following <s:1> 3 projects <s:1> research を advance て て る る. Purpose (1) the plural の external stimuli に 応 answer す る functional ワ イ ヤ ー お よ び secondary yuan マ テ リ ア ル の cropping: yesterday's annual line な っ た early beg を 検 も と に, this year's は be interstate に electronic 顕 micromirror, interatomic force 顕 micromirror を with い る こ と で line, aggregate formation の confirm を な っ た. Aggregate の form を confirm す る こ と は successful し た が, want to set し て い た aggregate よ り か な り small さ な constructs に leave ま っ て い た た め, more な る タ ン パ ク qualitative パ ー ツ の improved line を い よ り high order な aggregate formation を refers を し research advance し た. Purpose (2) the brawn を imitate し た タ ン パ ク qualitative aggregate formation: yesterday the annual に cropping し た function と な る タ ン パ ク qualitative を carry し た form パ ー ツ を improved し, constructs constructs を き 続 き beg し 検 た が an 顕 な improving は see ら れ な か っ た. そ の た め parallel し propulsion し て い た purpose (3) に を began the て cropping し た new た な aggregate formation technique で あ る ヘ テ ロ 2 quantity body コ ネ ク タ ー を this purpose に も take り れ る べ く を 検 please start し た. Purpose (3) ヘ テ ロ 2 quantity body コ ネ ク タ ー の cropping と そ の use の fusion と purpose (1) : yesterday's annual よ を began the り cropping し た タ ン パ ク qualitative パ ー ツ の heritage 伝 son system, coliform に よ る 発 now is の establish · タ ン パ ク quality refined の establish を 継 続 し line な っ た. Cropping し た タ ン パ ク qualitative パ ー ツ を mixed ぜ close わ せ る こ と で, initial Duan Jie で は あ る が, scenarios し て い た タ ン パ ク qualitative aggregate の form を confirm す る こ と に successful し た. This results を base plate と す る こ と で purpose (1), (2) の be presently に も よ り early く 繋 が る こ と が exam え ら れ る た め は, annual to drop this purpose を center に research を propulsion す る designated と し て い る.

项目成果

機能性バイオマテリアルの創生を目指したタンパク質デザイン工学

蛋白质设计工程旨在创造功能性生物材料

• 发表时间: 2019
• 作者: Zou Yajuan;Ito Shinji;Yoshino Fumi;Suzuki Yuta;Zhao Li;Komatsu Naoki;鈴木雄太;鈴木雄太;鈴木雄太;Yuta Suzuki;Yuta Suzuki;鈴木雄太
• 通讯作者: 鈴木雄太

バイオナノロボット創生を目指したタンパク質デザイン工学

旨在创造生物纳米机器人的蛋白质设计工程

• 发表时间: 2019
• 期刊: 化学と工業
• 作者: Zou Yajuan;Ito Shinji;Yoshino Fumi;Suzuki Yuta;Zhao Li;Komatsu Naoki;鈴木雄太
• 通讯作者: 鈴木雄太

Protein Design and Engineering Toward the Functional Biomaterials

功能性生物材料的蛋白质设计与工程

• 发表时间: 2020
• 作者: Zou Yajuan;Ito Shinji;Yoshino Fumi;Suzuki Yuta;Zhao Li;Komatsu Naoki;鈴木雄太;鈴木雄太;鈴木雄太;Yuta Suzuki
• 通讯作者: Yuta Suzuki

Chemical Design of 2D Protein Self-Assembly

二维蛋白质自组装的化学设计

• 发表时间: 2019
• 作者: Zou Yajuan;Ito Shinji;Yoshino Fumi;Suzuki Yuta;Zhao Li;Komatsu Naoki;鈴木雄太;鈴木雄太;鈴木雄太;Yuta Suzuki;Yuta Suzuki
• 通讯作者: Yuta Suzuki

タンパク質デザインによる機能性２Dバイオマテリアルの創生および今後の展開

通过蛋白质设计创建和未来开发功能性二维生物材料

• 发表时间: 2019
• 期刊: 蛋白質科学会アーカイブ
• 作者: Zou Yajuan;Ito Shinji;Yoshino Fumi;Suzuki Yuta;Zhao Li;Komatsu Naoki;鈴木雄太;鈴木雄太
• 通讯作者: 鈴木雄太