人工結合タンパク質を基盤とする新しいタンパク質構造安定化戦略の創成

基于人工结合蛋白创建新的蛋白质结构稳定策略

基本信息

批准号：
21K05386
负责人：
田中俊一
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Kyoto Prefectural University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

酵素の安定性の改変は、その産業利用において重要な課題である。代表者は最近、人工結合タンパク質の酵素構造表面への結合が、酵素の熱安定性を高く向上させることを発見した。本研究では、①この安定化効果がどれだけの広い酵素で得られるのかという汎用面、そして、②酵素構造表面のどのような部位へ、どのような相互作用様式で結合することが高い安定化に結びつくのかという機序面を明らかにすることを目的に、複数の酵素に対して様々な部位に結合する人工結合タンパク質を創出し、熱力学的・構造学的手法を用いた網羅的かつ体系的な解析を行う。昨年度からより広範のターゲット酵素に対する人工結合タンパク質を取得するため、昨年度とは異なる種類のターゲット酵素に対する人工結合タンパク質の取得を試みた。昨年度と同様に、ファージディスプレイ法や酵母表層ディスプレイ法を用いたスクリーニングを行い、それぞれ結合エピトープの異なる複数の人工結合タンパク質を取得できた。得られた人工結合タンパク質の平衡解離定数（Kd値）はいずれもシングルnMオーダーからサブnMオーダーであることが確認できた。一部のターゲット酵素と人工結合タンパク質の複合体についてはX線結晶構造解析にも成功しており、それらについては相互作用様式も明らかにできている。

修改酶的稳定性是其工业用途的重要问题。代表最近发现，人为结合的蛋白与酶结构表面的结合增强了酶的热稳定性。在这项研究中，我们创建了与多种酶结合的各个位点结合的人造结合蛋白，目的是阐明1）较广泛酶的一般方面，以及与酶结构表面相互作用的结合和使用与酶结构表面相互作用的机制导致高稳定性。我们创建了人工结合蛋白，该蛋白与各个位点的多种酶结合，并使用热力学和结构方法进行全面和系统的分析。自去年以来，为了获得更广泛的靶酶的人工结合蛋白，我们试图获得与去年不同类型的靶酶的人工结合蛋白。与去年一样，使用噬菌体显示方法和酵母表面显示方法进行筛选，并获得了具有不同结合表位的多种人工结合蛋白。已证实，所获得的人工结合蛋白的所有平衡分离常数（KD值）都按单个NM与SubNM的顺序。 X射线晶体结构分析已经成功地用于某些靶酶和人造结合蛋白复合物，并且已经阐明了这些靶酶的相互作用模式。