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固液界面で機能する核酸－酵素ハイブリッド分子の創製とその高度利用

在固液界面发挥作用的核酸-酶杂化分子的创建及其高级利用

基本信息

批准号：
14J04260
负责人：
高原茉莉
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究においては機能性生体分子であるDNAアプタマーとタンパク質に注目し、その二機能を合わせもつDNA-タンパク質ハイブリッド分子の創製及び応用を行っている。DNAアプタマーとは、標的分子に対して特異的に結合する機能性一本鎖核酸である。タンパク質は発光特性、触媒特性など多様な機能を有し、分子認識機能を有するDNAアプタマーへタンパク質をハイブリッド化すると、標的分子に対してDNA-タンパク質複合体を穏やかな条件で配置することができる。即ちハイブリッド分子により、カスケード反応場やナノ構造体を容易に構築可能である。このような応用を視野に入れた場合、ハイブリッド化において双方の機能性を最大にする必要がある。そこで報告者は、二種類の異なる酵素反応、ターミナルトランスフェラーゼ (TdT) 及び微生物由来トランスグルタミナーゼ (MTG) の基質特異性に着目し、部位特異的かつ高効率な複合化を進行させ、最終産物の機能損失を最小にする系を構築した。昨年度から引き続き、まず、DNAアプタマーを用いた人工酵素を開発した。モデルとしたのは、セルロース系バイオマスの加水分解を触媒するセルラーゼである。報告者が最適化した手法でセルラーゼ (触媒ドメイン) とセルロース結合性アプタマーの複合化を行い、固体セルロース基質の加水分解反応へと応用して天然のセルラーゼに匹敵する機能性を確認した。さらに、天然型のセルラーゼと異なり、塩濃度に応答して活性がスイッチングする性質を発見し、その塩濃度依存性の結合特性を詳細に解析した。並行して、癌細胞イメージング試薬の開発を行い、新たなハイブリッド化法を検証した。新規ハイブリッド化法では、MTGの基質として、DNA側を一級アミン、タンパク質側をグルタミン (Gln) として、基質の最適を行い、汎用的、効率的かつハイブリッド分子の精製が容易な手法を目指した。

This study is aimed at the creation and application of functional biological molecules such as DNA, DNA and DNA. DNA binding to target molecules The properties of DNA molecules include light emission properties, catalytic properties, multiple functions, molecular recognition functions, and target molecules for DNA-protein complexes. That is to say, it is easy to construct a molecular structure. This is the case with the use of visual field, the maximum functionality of both sides. The authors report on the construction of a system that focuses on the substrate specificity of two types of heterogeneous enzyme reactions (TdT) and microbial origin (MTG), site-specific high efficiency recombination, and minimal functional loss of the final product. Yesterday, the first batch of rice, rice, The solution of this problem is: The reporter confirmed the functionality of the optimization method, the combination of the catalyst and the complex, and the hydrolysis reaction of the solid substrate with the catalyst and the natural catalyst. In addition, the properties of natural and natural types of compounds, such as their concentration dependence and binding characteristics, were analyzed in detail. In parallel, the development of cancer cell culture and the development of new cancer cell culture methods are demonstrated. The new method of purification of MTG molecules is based on the matrix of MTG, the DNA side of MTG, the quality side of MTG, the optimal matrix, the universal use, the efficiency of MTG molecules, and the easy purification method.