デザインコイルドコイル蛋白質を利用した人工アロステリック蛋白質の創成

使用设计盘绕的线圈蛋白创建人造催化蛋白

• 批准号: 18750145
• 负责人: 水野 稔久
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: Nagoya Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18750145/
• 关键词: ナノバイオ; 蛋白質; バイオテクノロジー

コイルドコイル蛋白質は、天然に広く見られる構造ドメインの一つであり、一般に蛋白質間の会合において重要な役割を果たしている。これまで当研究室では、様々な外部刺激に応答してランダム構造からヘリックスバンドル構造へと大きく構造転移を起こす設計コイルドコイルの構築に成功しており、このようなモジュールの天然蛋白質への組み合わせにより、外部刺激応答性を様々な天然蛋白質に自在に付加可能である事が分かってきている。本年度は、まず一つ目として選択的に相互作用する新たなヘテロ3本鎖コイルドコイル蛋白質の設計を行った。これは二本のヘリックスを形成するペプチドがリンカーで繋がったものと(DS)、一本のヘリックス形成ペプチド(3K)の組み合わせで3本鎖コイルドコイルを形成する設計蛋白質であり、どちらも単独ではランダム構造を取るが、互いが1:1で共存する場合にのみ1:1複合体を形成し、ヘテロ3本鎖コイルドコイル構造を取る。次に、このペプチド間の相互作用を利用した、蛋白質-蛋白質間相互作用調節への利用を考えた。具体的には、RNA合成酵素であるT7RNAPとその機能阻害剤であるT7Lysozymeの相互作用ペアを利用し、T7Lysozyme側に、"構造摂動を誘起するリンカー"として先のDS配列を導入した変異体を構築し、この変異体のT7RNAPへの相互作用が3Kペプチド依存的に調節可能か検討を行った。その結果、実際に3Kペプチド依存的に蛋白質間相互作用をONにする事に成功し、T7RNAPのRNA合成機能の阻害も確認された。この結果は、リガンド依存的に大きな構造転移を起こす設計モジュール蛋白質の利用により、様々な天然蛋白質の蛋白質-蛋白質間相互作用調節が可能である事を示しており、新たな方法論の提示ができたものと考えられる。

コ イ ル ド コ イ は ル protein, natural に hiroo く see ら れ る tectonic ド メ イ ン の a つ で あ り meet, general に protein の に お い て important な "を cut fruit た し て い る. こ れ ま で when laboratory で は, others 々 な external stimuli に 応 answer し て ラ ン ダ ム tectonic か ら ヘ リ ッ ク ス バ ン ド ル tectonic へ と big き く structure planning move since を こ す design コ イ ル ド コ イ ル built の に success し て お り, こ の よ う な モ ジ ュ ー ル の natural protein へ の group み close わ せ に よ り, external stimulation 応 answer を others 々 な に from natural proteins In に, it is possible that である matters が points って って て て る る. This annual は, ま ず a つ mesh と し て sentaku に interactions す る new た な ヘ テ ロ 3 this lock コ イ ル ド コ イ ル protein の line design を っ た. こ れ は 2 の ヘ リ ッ ク ス を form す る ペ プ チ ド が リ ン カ ー で 繋 が っ た も の と (DS), a の ヘ リ ッ ク ス form ペ プ チ ド (3 k) の group み close わ せ で 3 this lock コ イ ル ド コ イ ル を form す る design protein で あ り, ど ち ら も 単 alone で は ラ ン ダ ム tectonic を take る が, mutual い が coexistence of 1:1 で す に る occasions The <s:1> み1:1 complex を forms を and ヘテロ 3-lock コ ドコ ドコ ドコ structure を takes る. The を interaction between に and <s:1> ペプチド ペプチド is regulated by <s:1> た, and protein-protein interaction regulates へ えた by を. Specific に は RNA synthesis and enzyme で あ る T7RNAP と そ の function resistance against tonic で あ る T7Lysozyme の interaction ペ ア を using し, T7Lysozyme side に, dynamic を "structure, induced す る リ ン カ ー" と し て の DS first match column を import し た - variant を constructing し, こ の - variant の T7RNAP へ の phase Interaction が3Kペプチド dependent に regulation may 検 検 seek を row った. そ の results, be interstate に 3 k ペ プ チ ド dependent に protein interaction between を ON に す る に し success, T7RNAP の RNA synthesis function の resistance against も confirm さ れ た. こ の results は, リ ガ ン ド dependent に big き な structure planning move since を こ す design モ ジ ュ ー ル protein の using に よ り, others 々 な natural protein の protein - protein interaction between regulating が may で あ を る things in し て お り, new た な methodology の prompt が で き た も の と exam え ら れ る.

项目成果

金属イオン応答性蛍光発色タンパク質

金属离子响应荧光蛋白

• 发表时间: 2006

5本鎖コイルドコイル蛋白質の設計と機能評価

5链卷曲螺旋蛋白的设计与功能评价

• 发表时间: 2008
• 作者: 水野稔久;織田昌幸;田中俊樹
• 通讯作者: 田中俊樹

人工設計タンパク質融合GFP変異体の金属イオン応答性

人工设计的蛋白质融合 GFP 突变体的金属离子响应性

• 发表时间: 2007
• 作者: 村尾香織;水野稔久;田中俊樹
• 通讯作者: 田中俊樹

人工酵素のプロトタイプとなるモデル系 de novo金属蛋白質の設計

作为人工酶原型的模型系统从头设计

• 发表时间: 2007
• 作者: 志賀大悟;水野稔久;中根大輔;織田昌幸;舩橋靖博;増田秀樹;田中俊樹
• 通讯作者: 田中俊樹

構造転移ペプチド

结构转换肽

• 发表时间: 2007