ヌンチャク型人工蛋白質を利用した自己組織化ナノブロックの開発とナノ構造空間の創製

使用双节棍形状的人造蛋白质开发自组装纳米块并创建纳米结构空间

基本信息

批准号：
14J10185
负责人：
小林直也
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Shinshu 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 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

交付申請書に記載した①「頂点と3辺をつくるナノブロック」としてWA20-foldonを創出し、このタンパク質を大腸菌で発現させたところ、可溶性タンパク質として複数のタンパク質複合体の創出に成功した。さらにそれらのタンパク質複合体について交付申請書に記載した②「ナノ構造空間の創製および構造解析」として、ゲルろ過クロマトグラフィー－多角度光散乱(SEC-MALS)、超遠心分析、小角X線散乱(SAXS)等の実験を行い、6の倍数量体の複合体を規則的に形成することを明らかにした。さらに、複合体の溶液中での形状を評価するためにSAXSデータに基づいて剛体モデリング解析を行ったところ、6量体と12量体は、樽型構造と正四面体型構造をそれぞれ形成していることが強く示唆された。この成果は2015年にJournal of the American Chemical Society誌に発表し、表紙掲載及びJACS Spotlightsに選定・紹介記事が掲載された。さらに、交付申請書に記載した③ 「辺を延長するナノブロック」として人工タンパク質WA20を直列に２個連結した「タンデムWA20ナノブロック」を開発した。ゲルろ過クロマトグラフィー－多角度光散乱(SEC-MALS)、小角X線散乱(SAXS)、分子モデリング解析を行い、このタンデムWA20ナノブロックが環状の自己組織化多量体構造を形成することや、複数種類の人工タンパク質ナノブロックの再構成により環状から直鎖状構造へのフォーム変換が可能であることを明らかにした。さらに、この直鎖状構造体を雲母基板上で巨大超分子ナノ構造体へと自己組織化させ、原子間力顕微鏡による観察に成功した。この成果は、現在、論文投稿準備中である。

1。Wa20-foldon被创建为“纳米嵌段，形成顶点和三个侧面”，如应用形式所述，当该蛋白在大肠杆菌中表达时，它成功地创建了多个蛋白质复合物作为可溶性蛋白质。此外，作为“纳米结构空间的创建和结构分析”的一部分，诸如凝胶过滤色谱 - 多角度光散射（SEC-MALS），超级分析分析和小角度X射线散射（SAXS）等实验进行了6次常规多数的复合物。此外，根据SAXS数据进行了刚体的建模分析，以评估溶液中的复合物的形状，并强烈建议分别形成六聚体和12个Metamers桶形和四面体形结构。该结果于2015年发表在《美国化学学会杂志》上，并在封面上发表，并为JACS聚光灯选择并介绍了文章。此外，我们开发了一个“串联WA20纳米块”，其中两个人造蛋白WA20串联连接为“纳米块，延伸侧面”，如应用形式所述。凝胶过滤色谱 - 多角度光散射（SEC-MAL），小角度的X射线散射（SAXS）和分子建模分析表明，这些串联WA20纳米嵌段形成循环自我组装的多聚体结构，并形成从循环链结构的转换，可以通过线性链结构进行多种类型的构造，以实现多种类型的人类构造。此外，将这种线性结构自组装成云母底物上的巨大分子纳米结构，并使用原子力显微镜成功观察到。目前，这项成就正在准备提交论文。