重合性蛋白質モノマーの精密設計に基づく環境応答性ナノ機能材料の創製

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前年度までに重合性蛋白質Protein shackle (PS)の基本設計が完了している。本年度は、前年度に開始したPSによる高次構造体創製のための分子設計に引き続き取り組んだ。前年度にコイルドコイルを架橋点とした設計においてヒドロゲルの形成が確認されたものの、特異性に乏しく、片方の重合体だけでもヒドロゲルが形成されてしまうことがある点が問題だった。そこで、特異的かつ強固な結合を形成する蛋白質ペアとして、Clostridium thermocellum由来のCohesin およびDockerinを用いることにした。PSの末端にれぞれCohesin、Dockerinを融合させた蛋白質を設計し、取得した。PSと各蛋白質との共重合体をそれぞれ調製し、混合したところ、溶液の粘性は上昇したがヒドロゲルの形成までには至らなかった。一方、何も融合していないPSを比較的高濃度になるように濃縮したところ、白濁した粘性の高い溶液となることが明らかになった。さらに、高濃度のまま重合を進行させることで、ヒドロゲルが得られることが明らかになった。また、異質な材料とPSを融合させるための技術開発にも取り組んだ。そのために、PS結合蛋白質のN末端にCysを導入した蛋白質を設計した。この蛋白質のCysに対してビスアクリルアミドを反応させ、アクリルアミド基を有する修飾体を合成した。これをアクリルアミド溶液に加えて重合させることで、PSが結合可能なポリアクリルアミドゲルを作製した。このヒドロゲルにGFPを融合したPSを含む反応液を作用させることで、GFP蛍光からヒドロゲルへの修飾を確認することに成功した。