蛋白質結晶エッチング法による生体高次構造体の創成

使用蛋白质晶体蚀刻方法创建生物高阶结构

基本信息

批准号：
15J11955
负责人：
根岸走
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では，新規蛋白質材料の開発を目指し，細胞内蛋白質結晶と結晶溶解を利用した超分子構造体の新たな構築手法を確立した．細胞内蛋白質結晶は，細胞内で蛋白質分子が自発的に集積することで形成され，結晶内には特異な超分子構造が存在する．しかし，それらの超分子構造は結晶溶解により崩壊するため，溶液中で保持することは困難であった．そこで，蛋白質結晶の分子設計を行い，結晶溶解後も特異な超分子構造を溶液中で保持させ，新材料としての利用を目指した．本年度では，(1) 多角体と呼ばれる細胞内蛋白質結晶を利用し，結晶内特有のかご型構造体を切り出す手法を確立した．また，(2) 上記手法を他の蛋白質結晶にも適用し，昆虫細胞内で結晶化するTbCatB蛋白質を利用したフィラメント構造体の構築を試みた．(1) 多角体結晶内の特異なかご型構造体を溶液中へ切り出すために，初めにジスルフィド結合で単量体同士を架橋する変異体を設計し，昆虫細胞内で結晶化させた．続いて，得られた変異体結晶を酸化し，結晶内でジスルフィド結合を形成させた．その後，結晶を溶解することにより，かご型構造体を溶液中へ切り出した．透過型電子顕微鏡，分子間力顕微鏡により構造体を観察し，かご型構造体の構築を確認した．(2) TbCatB結晶内の特異なフィラメント構造体を溶液中へ切り出すために，初めに変異体設計と細胞内結晶化を行った．変異体結晶のX線結晶構造解析より，結晶内ジスルフィド結合による単量体同士の架橋が示された．続いて，変異体結晶を溶解し，結晶内特有のフィラメント構造体を溶液中へ切り出した．透過型電子顕微鏡により構造体を観察し，フィラメント構造体の構築を確認した．

在这项研究中，我们旨在开发新型的蛋白质材料，并建立了一种使用细胞内蛋白质晶体和晶体裂解来构建超分子结构的新方法。细胞内蛋白质晶体是由细胞内蛋白质分子的自发积累形成的，并且晶体内有独特的超分子结构。但是，这些超分子结构由于结晶而瓦解，使得它们在溶液中难以维持。因此，我们设计了蛋白质晶体分子，即使在晶体溶解后，独特的超分子结构也保留在溶液中，并旨在用作新材料。在今年，我们建立了一种使用称为多面体的细胞内蛋白质晶体来切割晶体（1）独有的篮子形结构的方法。此外，（2）我们将上述方法应用于其他蛋白质晶体，以尝试使用TBCATB蛋白质构建细丝结构，该蛋白在昆虫细胞内结晶。（1）为了将多面体晶体内的独特篮形结构切成溶液，首先设计并在昆虫细胞中进行了结晶，该突变体使用二硫键在单体之间进行交联的突变体。然后将所得的突变体晶体氧化以在晶体内形成二硫键。之后，通过溶解晶体将篮形结构切入溶液中。使用透射电子显微镜和分子间力显微镜观察到该结构，以确认篮形结构的结构。（2）为了将TBCATB晶体中的独特丝结构切除到溶液中，首先进行突变体设计和细胞内结晶。突变体晶体的X射线晶体结构分析表明，单体通过晶体内二硫键交联。随后，将突变体晶体溶解，并将晶体独特的丝结构切入溶液中。使用透射电子显微镜观察结构以确认丝结构的构建。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Monash University(Australia)

莫纳什大学（澳大利亚）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Construction of supramolecular protein assemblies by molecular design of protein crystals

通过蛋白质晶体的分子设计构建超分子蛋白质组装体

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hashiru Negishi;Satoshi Abe;Takafumi Ueno
通讯作者：
Takafumi Ueno

蛋白質結晶内の分子界面設計による超分子ナノカップ構造体の構築

通过设计蛋白质晶体内的分子界面构建超分子纳米杯结构

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hashiru Negishi;Satoshi Abe;Takafumi Ueno;根岸走，Nguyen Khanh Tien，安部聡，上野隆史;根岸走，安部聡，森肇，上野隆史;根岸走，安部聡，上野隆史;根岸走，安部聡，森肇，上野隆史;根岸走，安部聡，上野隆史;根岸走，安部聡，森肇，上野隆史;根岸走，安部聡，森肇，上野隆史
通讯作者：
根岸走，安部聡，森肇，上野隆史

蛋白質結晶内ジスルフィド形成による超分子構造体の構築

通过蛋白质晶体内二硫键的形成构建超分子结构

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hashiru Negishi;Satoshi Abe;Takafumi Ueno;根岸走，Nguyen Khanh Tien，安部聡，上野隆史;根岸走，安部聡，森肇，上野隆史;根岸走，安部聡，上野隆史;根岸走，安部聡，森肇，上野隆史
通讯作者：
根岸走，安部聡，森肇，上野隆史

超分子ナノカップ構造体の構築を目指した細胞内結晶化蛋白質の分子設計

细胞内结晶蛋白的分子设计旨在构建超分子纳米杯结构

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hashiru Negishi;Satoshi Abe;Takafumi Ueno;根岸走，Nguyen Khanh Tien，安部聡，上野隆史;根岸走，安部聡，森肇，上野隆史;根岸走，安部聡，上野隆史;根岸走，安部聡，森肇，上野隆史;根岸走，安部聡，上野隆史;根岸走，安部聡，森肇，上野隆史
通讯作者：
根岸走，安部聡，森肇，上野隆史