フォトクロミック分子をペプチド主鎖骨格に導入した半人工蛋白質の構築と光制御

点击翻译按钮获取中文摘要

本年度は、蛋白質主鎖エンジニアリングを目的に掲げ、前年度確立したペプチド再結合法を用いて、非天然骨格をRNase Aループ領域に導入することに成功した。具体的に導入した非天然骨格としては、トリ及びテトラエチレングリコールとアゾベンゼンである。これらでループ領域を置換した半人工RNase Aは、天然型とほぼ同様のRNA切断活性や構造安定性を有することを示した。また、そこから獲得可能な機能として、トリ及びテトラエチレングリコール型ではプロテアーゼ耐性を向上させることが可能となった。これまで、天然の酵素活性を全く低下させることなく、プロテアーゼ耐性のみを向上させた例は報告されておらず、ここで示したアプローチは新たな蛋白質設計の指針になるものと期待できる。また、剛直且つ光応答特性を有するアゾベンゼンを導入した半人工RNase Aに関してもRNAループ領域の構造模倣体として許容されることが明らかとなった。このアゾベンゼン修飾半人工RNase Aに関して種々の分光学的測定を行った結果、トランス定常状態からシス定常状態へ異性化することでアゾベンゼン部位の局所的な構造変化がペプチド主鎖骨格を伝播し、RNase A高次構造を不安定化することが示された。また、この構造変化は酵素活性にも厳密に連動しており、異性化により活性を低下させることに成功した。これらの研究成果は、これまでにほとんど報告されておらず、蛋白質主鎖エンジニアリングという未踏の手法を提案することができたものと考えている。