植物天然変性タンパク質の優れた超低温特性を利用した製剤凍結保存技術に関する研究

バイオ医薬品、特に新型コロナウイルスのmRNAワクチンを典型とする脂質ナノ粒子（LNP）の凍結融解安定化を目指し、高い酵素凍結保存活性を有する植物天然変性タンパク質（デハイドリン）の効果を検証した。さらにデハイドリンの保存配列でありかつ活性セグメントであるKsegの活性発現要因を探った。研究計画に従い、デハイドリンのKsegに関し、変異ライブラリーを作成してリポソーム凍結凝集抑制活性を測定した。その結果、Ksegの活性発現に関する知見を得ることができた。具体的には、Ksegの15アミノ酸配列を正電荷アミノ酸、負電荷アミノ酸、疎水性アミノ酸に分け、それ以外のアミノ酸をグリシンに置換したペプチドを合成した。これらのペプチドの活性を測定したところ、正電荷アミノ酸、負電荷アミノ酸、疎水性アミノ酸のすべてがそろった場合にのみ活性が存在することが分かった。さらにKsegのアミノ酸配列をシャッフルしたペプチドを20種類作成した。これらも同様にリポソーム凍結凝集抑制活性を測定したところ、Ksegの活性には各アミノ酸の位置関係が重要であること判明した。以上の結果、Ksegのアミノ酸配列はリポソーム凍結凝集抑制活性において最適化されており、アミノ酸の配列の置換は総じて活性の低下をもたらすことが分かった。Ksegは、様々な植物のデハイドリンに一つあるいは複数存在するが、そのアミノ酸配列は概ね保存されている。特に、正電荷アミノ酸、負電荷アミノ酸、疎水性アミノ酸の位置関係はよく保存されていることから、典型的なKseg配列を有するデハイドリンはリポソーム凍結凝集抑制活性を示すという事が推定される。一方、植物によっては典型的なKseg配列を持たないものもあり、そうしたデハイドリンのリポソーム凍結凝集抑制活性は高くない可能性がある。こうした情報は、様々な植物のゲノム解析において、環境ストレス耐性の強さを推し量る指標の一つとして利用できる可能性がある。

バイオ医薬品、特に新型コロナウイルスのmRNAワクチンを典型とする脂質ナノ粒子（LNP）の凍結融解安定化を目指し、高い酵素凍結保存活性を有する植物天然変性タンパク質（デハイドリン）の効果を検証した。さらにデハイドリンの保存配列でありかつ活性セグメントであるKsegの活性発現要因を探った。研究計画に従い、デハイドリンのKsegに関し、変異ライブラリーを作成してリポソーム凍結凝集抑制活性を測定した。その結果、Ksegの活性発現に関する知見を得ることができた。具体的には、Ksegの15アミノ酸配列を正電荷アミノ酸、負電荷アミノ酸、疎水性アミノ酸に分け、それ以外のアミノ酸をグリシンに置換したペプチドを合成した。これらのペプチドの活性を測定したところ、正電荷アミノ酸、負電荷アミノ酸、疎水性アミノ酸のすべてがそろった場合にのみ活性が存在することが分かった。さらにKsegのアミノ酸配列をシャッフルしたペプチドを20種類作成した。これらも同様にリポソーム凍結凝集抑制活性を測定したところ、Ksegの活性には各アミノ酸の位置関係が重要であること判明した。以上の結果、Ksegのアミノ酸配列はリポソーム凍結凝集抑制活性において最適化されており、アミノ酸の配列の置換は総じて活性の低下をもたらすことが分かった。Ksegは、様々な植物のデハイドリンに一つあるいは複数存在するが、そのアミノ酸配列は概ね保存されている。特に、正電荷アミノ酸、負電荷アミノ酸、疎水性アミノ酸の位置関係はよく保存されていることから、典型的なKseg配列を有するデハイドリンはリポソーム凍結凝集抑制活性を示すという事が推定される。一方、植物によっては典型的なKseg配列を持たないものもあり、そうしたデハイドリンのリポソーム凍結凝集抑制活性は高くない可能性がある。こうした情報は、様々な植物のゲノム解析において、環境ストレス耐性の強さを推し量る指標の一つとして利用できる可能性がある。