分子シャトル型ナノファイバー〜ATP依存性プロテアーゼによるリニアモーターの開発

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プロテアーゼが有する機構の中でもトランスロケーション機構に着目し,この機構を利用したペプチド輸送システムの構築を試みる。すなわち,リング状オリゴマーであるプロテアーゼを分子シャトルと見立て,トランスロケーションされる基質蛋白質をレールとしたプロテアーゼ型ロタキサン構造を構築することが可能となる。プロテアーゼ型ロタキサン構造の構築を目的として,分子鎖C末端にSsrAタグ配列を有する基質ポリペプチドを調製し,FtsHによるこれらのモデル基質のトランスロケーションを利用したロタキサン構造形成について検討する。具体的には,モデル基質のN末端を基板状に固定化することによりプロテアーゼ型ロタキサン構造を基板上に固定化することを目的とした。本研究では,先年度までに基板上におけるロタキサン型ナノ構造の構築を念頭におき,基質タンパク質の基板上への物理吸着について,AFMを用いて検討した。この結果,以上の結果より,シリコン基板を用いることにより,基質タンパク質の物理吸着を抑えた基板の作成が可能であること,また,Au-S結合を利用したα_s-カゼインの固定が可能であることが示された。この結果を踏まえて,本年度では分子鎖末端にSsrAタグを有するモデルペプチドのシリコン基板上への固定化を試みた。合成したモデルペプチドは,シリコン基板上に分散した状態で固定化することが可能であることが示された。また,この基板上へのプロテアーゼの固定化を目的とした評価では,基板上の基質ペプチドを分解することが示され,固体表面における基質に対してプロテアーゼ活性を有する事が示されたが,プロテアーゼの固定化には至らなかった。今後,基質分子を合成ペプチドから合成高分子に変更し,目的とする超分子構造体の構築を行う必要性が示された。