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

将光致变色分子引入肽主链中的半人工蛋白质的构建和光控制

• 批准号: 00J00713
• 负责人: 平岡 隆志
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-00J00713/
• 关键词: 非天然分子; プロテアーゼ耐性; リボヌクレアーゼ; 光応答特性; 主鎖エンジニアリング

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。

This year, the main protein lock was successfully introduced into the field of RNase A. The specific introduction of non-natural bone structure is very important. This is a domain substitution for semi-artificial RNase A, a natural type, and RNA cleavage activity, as well as structural stability. The answer to this question is: The natural enzyme activity is low, and the protein activity is high. The structural mimics of RNA domain are introduced into the semi-artificial RNase A and allowed to be introduced into the RNA domain. The results of spectroscopic measurements of species related to the modification of semi-artificial RNase A in this study show that the structural changes at the site of the modified semi-artificial RNase A are transmitted through the main clavicle of the rib and the higher-order structure of RNase A is unstable. The structure of the enzyme activity is closely linked to the structure of the enzyme activity. The results of this research are reported in the report, and the main protein lock is proposed in the report.

项目成果

Takashi Hiraoka et al.: "Caged Rnase : Photoactivation of the Enzyme from Perfect Off-State by Site-Specific Incorporation of 2-Nitrobenzyl Moiety"Bioorganic Medicinal Chemistry Letters. 13・1. 13-15 (2003)

Takashi Hiraoka 等人：“笼式RNA酶：通过2-硝基苄基部分的位点特异性掺入实现酶的完全关闭状态的光活化”《生物有机药物化学快报》13・1（2003）。