機能性原子団を複合化したポリペプチド系超構造の構築と新機能創成

结合功能原子团构建基于多肽的超结构并创建新功能

• 批准号: 09217221
• 负责人: 三原 久和
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09217221/
• 关键词: ペプチド; ポルフィリン; α-ヘリックス; 超構造; 分子集合体; ミニ抗体; 合成

生体分子においてタンパク質は、ポリペプチド鎖により形成されたキラルな3次元構造中、ヘムやクロロフィル、触媒基などの機能性原子団を配向固定化し、光合成、電子輸送やプロトン輸送など高効率に機能を発現している。この生体系における高機能を模倣し、人工新機能創成に応用するにはポリペプチド素構造と機能性基との人工組織化により達成されるポリぺプチド3次元超構造を構築することが必要である。以前の研究により、ポリぺプチド2次素構造の人工的アセンブリによるタンパク質様立体構造の設計・合成(デノボ設計)およびヘムやフラビンなど電子伝達機能を有する原子団の配向固定化による新機能を有するポリぺプチド超構造の構築を行ってきた。本研究ではヘム機能性基-ペプチド複合超構造のより一層の高次元化と機能化を達成した。具体的には、1)設計したぺプチドα-ヘリックス構造とヘム(ポルフィリン)から構築される超構造素構造として、ミニ人工ヘムタンパク質の合成と新規触媒機能創成を行った。2)上記ミニヘムタンパク質素構造構築原理を展開し、ポリペプチド-ヘム複合体の3次元組織化集合体の創成と制御を達成した。3)抗ヘムモノクローナル抗体の超可変領域(抗原結合部位、CDR)を基本モチーフとして、天然には存在しない全く新規のペプチド-ヘム複合体分子創成に成功した。

The functional atom groups of biological molecules are aligned and immobilized in the three-dimensional structure, photosynthesis, electron transport, and high efficiency. The high function imitation and artificial new function creation of this biological system are necessary for the construction of three-dimensional hyperstructure. Previous studies have focused on the design and synthesis of artificial secondary elemental structures, the immobilization of atomic alignment, and the construction of novel secondary elemental superstructures. In this paper, we study the functional basis of the composite superstructure and achieve a layer of high dimensional functionalization. The concrete design is as follows: 1) Design, construction, super-structural structure, artificial synthesis, new catalyst function creation. 2)In this paper, the principle of quality structure construction is developed, and the creation and control of three-dimensional organized aggregates of multi-dimensional complexes are achieved. 3)The super-variable domain (antigen-binding site, CDR) of the anti-TNT antibody has been successfully created.

项目成果

H.Mihara: "Engineering Peptides and Proteins that Undergo α-to-β Transitions" Curr.Opin.Struct.Biol.7. 501-508 (1997)

H. Mihara：“进行 α 至 β 转变的工程肽和蛋白质”Curr.Opin.Struct.Biol.7 (1997)。

H.Mihara: "A Pair of Pyrene Groups as a Conformational Probe for Antiparallel β-Sheet Structure Formed in Cyclic Peptides" J.Chem.Soc.,Perkin Trans.2. 517-522 (1997)

H. Mihara：“一对芘基团作为环状肽中形成的反平行 β-折叠结构的构象探针”J.Chem.Soc.，Perkin Trans.2 (1997)。

S.Sakamoto: "Haem Binding and catalytic Activity of Two-α-Helix Peptide Annealed by Trifluoroethanol" J.Chem.Soc., Chem.Commun.1221-1222 (1997)

S.Sakamoto：“三氟乙醇退火的二-α-螺旋肽的血红素结合和催化活性”J.Chem.Soc.，Chem.Commun.1221-1222 (1997)

S.Sakamoto: "Construction of Heme-Binding Two-α-Helix Peptides and Regulation of Binding Property by Peptide Conformation" J.Inorg.Biochem.67. 120-120 (1997)

S. Sakamoto：“血红素结合二-α-螺旋肽的构建和肽构象对结合特性的调节”J.Inorg.Biochem.67（1997）。

S.Sakamoto: "Design and Synthesis of Heme Binding Molecular Forceps Composed of Two-α-Helix-Peptide" Peptide Chemistry. 445-448 (1997)

S.Sakamoto：“由两个-α-螺旋-肽组成的血红素结合分子钳的设计与合成”肽化学445-448（1997）。