タンパク質活性中心近傍における特異的基質認識部位・機能制御部位の人工構築

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研究目的研究は、補因子再構成方に基づく、タンパク質活性中心近傍における特異的基質認識部位・機能制御部位の人工構築を目的とした。具体的には、任意の基質結合機能を有するポリペプチド分子とタンパク質補因子とを共有結合で連結したペプチド-補因子複合体の設計合成ならびにアポタンパク質への再構成を行った。これにより、人工ペプチド配列から成る新規の基質認識および化学反応サイトのタンパク質立体構造上における人工構築を図った。また、得られたペプチド-タンパク質複合体の高次立体構造、安定性および機能を詳細かつ系統的に調べ、高触媒機能に最低限必要となるファクターを分子レベルで見いだすことを目的とした。研究成果上記の目的をふまえ、DNA結合能を有するペプチド配列と補因子ヘムとを複合化したペプチド・ヘム複合体の調製に成功した。さらに、アポミオグロビンとの再構成によって、DNA認識能を有する人工ミオグロビンを構築し、DNAとの結合に依存したタンパク質機能・酵素様活性の制御に成功した[Bull.Chem.Soc.Jpn.,71,1749-1756(2005)]。この成果の一部に対し、日本化学会からBCSJ Awardを授与されている。さらに、フラビン結合機能を有する機能性ペプチドをファージディスプレイ法とコンビナトリアル化学法を用いて獲得し、補因子再構成法を用いてミオグロビンと複合化した。次いで、得られたペプチド複合化ミオグロビンを用いて、タンパク質表面上でのフラビン認識と効率的電子移動活性の発現に成功した[Peptide Science 2005,423-426(2006)]。