分子レベルでのタンパク質の配向制御による新しいバイオ素子の設計

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酵素や抗体を電極、微粒子表面に固定化し、これを効率よく利用するためには、タンパク質分子が有効に機能する部位、方向に固定化・提示する必要がある。これまでの酵素や抗体の固定化では、タンパク質のアミノ酸残基を利用する方法が用いられてきた。しかしタンパク質は同種のアミノ酸を多数有しているため、部位特異的な固定化は難しい。そこで部位特異的親和性を持つペプチドを用いたタンパク質の配向制御により、タンパク質の配向性を分子レベルで制御して非生物材料表面上に提示する方法を開発することを目的とした。平成11年度は、目的タンパク質としてグルコースオキシダーゼ(GOx)を用い、GOxの52から58番目(GSYESDR)のアミノ酸配列に特異的親和性を持つ12merペプチドをファージ提示系ランダムペプチドライブラリーを用いてスクリーニングした。さらに、GOxと得られた12merペプチドとの親和性を表面プラズモン共鳴(SPR)測定装置により評価したが、その親和性は十分ではなく、解離定数が10-4Mオーダーであった。そこで12年度は、GOxの197から203番目(GVPTKKD)のアミノ酸配列に特異的親和性を持つ12merペプチドをファージ提示系ペプチドライブラリーを用いてスクリーニングした。次にSPR法により、これらのスクリーニングしたペプチドとGOxとの親和性を調べた。その結果、解離定数は10-5Mオーダーであった。また、GOxの52から58番目に結合するペプチドと197から203番目に結合するペプチドを、ペプチドリンカーを用いてつなぎ、単独のペプチドに比べてより親和性の高いハイブリッドペプチドの設計を試みた。その結果、リンカー長が3残基のハイブリッドペプチドが最も高い親和性を示した(解離定数は約10-6M)。