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

通过在分子水平控制蛋白质取向设计新型生物器件

• 批准号: 12019223
• 负责人: 横山 憲二
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Japan Advanced Institute of Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12019223/
• 关键词: ハイブリッドペプチド; ペプチド合成; グルコースオキシダーゼ; ファージ提示系; コンビナトリアルケミストリー; 表面プラズモン共鳴; SPR; 人工抗体

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)。

Immobilization of enzyme antibodies on the surface of microparticles, the use of these molecules, the location of these molecules, and the direction of their immobilization. The method for immobilizing the enzyme antibody is to utilize the amino acid residues of the enzyme. Most of the same kind of acid is immobilized in different parts of the body. The aim of this study is to develop a method for controlling the site-specific affinity of non-biological materials by molecular alignment control. In 2011, the purpose of the study was to determine the specific affinity for the acid alignment of GOx (GOx), GOx (GSYESDR), and GOx (GOx). In addition, GOX has obtained 12-mer affinity and surface resonance (SPR) measurement device, and the affinity and dissociation number are 10-4M. In 2012, GOX 197 and 203 (GVPTKKD) were selected for specific affinity with acid alignment. The 12mer selection was used to prompt the selection. The second SPR method is to adjust the affinity of GOx. The result of the dissociation is 10-5M. In addition, GOX 52, GOX 58, GOX 52, GOX 58, GOX 58, GOX As a result, the highest affinity was found for the three residues of the protein (dissociation constant was about 10-6M).

项目成果

Satoshi Koide,Yuzuru Iwasaki,Tsutomu Horiuchi,Osamu Niwa,Eiichi Tamiya,and Kenji Yokoyama: "A novel biosensor using electrochemical surface plasmon resonance"Chemical Communications. 741-742 (2000)

Satoshi Koide、Yuzuru Iwasaki、Tsutomu Horiuchi、Osamu Niwa、Eiichi Tamiya 和 Kenji Yokoyama：“使用电化学表面等离子体共振的新型生物传感器”化学通讯。

Hidenori Nagai,Yuji Murakami,Yasutaka Morita,Kenji Yokoyama,and Eiichi Tamiya: "Development of A Microchamber Array for Picoliter PCR"Analytical Chemistry. (印刷中).

Hidenori Nagai、Yuji Murakami、Yasutaka Morita、Kenji Yokoyama 和 Eiichi Tamiya：“用于皮升 PCR 的微室阵列的开发”分析化学（正在出版）。

Is Helianti,Yasutaka Morita,Akira Yamamura,Yuji Murakami,Kenji Yokoyama and Eiichi Tamiya: "Characterization of native glutamate dehydrogenase from an aerobic hyperthermophilic archaeon Aeropyrum pernix K1"Applied Microbiology and Biotechnology. (印刷中).

Is Helianti、Yasutaka Morita、Akira Yamamura、Yuji Murakami、Kenji Yokoyama 和 Eiichi Tamiya：“需氧超嗜热古细菌 Aeropyrum pernix K1 的天然谷氨酸脱氢酶的表征”应用微生物学和生物技术（出版中）。

Hideaki Nakamura,Yuji Murakumi,Kenji Yokoyama,Eiichi Tamiya,Isao Karube,Masayuki Suda,and Shunichi Uchiyama,: "A compactly integrated flow cell with a chemiluminescent FIA system for determining lactate concentration in serum"Analytical Chemistry. 73. 373

Hideaki Nakamura、Yuji Murakumi、Kenji Yokoyama、Eiichi Tamiya、Isao Karube、Masayuki Suda 和 Shunichi Uchiyama，：“带有化学发光 FIA 系统的紧凑集成流动池，用于测定血清中的乳酸浓度”分析化学。

Yuji Murakami,Kotaro Idegami,Hidenori Nagai,Takayuki Kikuchi,Yasutaka Morita,Akira Yamamura,Kenji Yokoyama,and Eiichi Tamiya: "Application of micromachine technique to biological research"Materials Science and Engineering C. 12. 67-70 (2000)

Yuji Murakami、Kotaro Idegami、Hidenori Nagai、Takayuki Kikuchi、Yasutaka Morita、Akira Yamamura、Kenji Yokoyama 和 Eiichi Tamiya：“微机械技术在生物研究中的应用”材料科学与工程 C. 12. 67-70 (2000)