架橋酵素反応によるマルチコンポーネントワクチン創製のための基盤技術の開発

开发利用交联酶反应制造多组分疫苗的基础技术

基本信息

批准号：
21J12611
负责人：
佐藤崚
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

ワクチンは感染症予防のために利用される医薬品である。本研究は酵素反応を介して、抗原部位のみから構成される直鎖状構造を持つコンポーネントワクチンの創製を目的としている。申請者はこれまでに生体内で架橋反応を触媒する酵素である微生物由来トランスグルタミナーゼ(MTG)の反応点を含むタンパク質架橋用のペプチドタグ(PolyTag)の設計を行い、PolyTag融合タンパク質をMTGによって重合化させる技術を確立した。しかし、当該手法で得られる主生成物はタンパク質のオリゴマーであり、コンポーネントワクチンとして利用するには重合度が不十分であることが考えられた。申請者は前年度までに分子クラウディング環境という溶媒環境において、MTGが触媒するタンパク質重合体形成反応が促進される現象を明らかにしたが、そのメカニズムは不明であった。そこで2022年度は分子クラウディング環境におけるタンパク質間の架橋反応についての詳細な解析を実施した。分子クラウディング環境とは高分子が高濃度に存在する、細胞内を模倣した溶液環境である。当該環境において蛍光小分子基質、蛍光小分子とタンパク質基質、タンパク基質の架橋反応を評価し、エネルギー移動を指標として、緩衝溶液中における架橋速度と比較した。その結果、蛍光小分子基質同士の架橋はクラウディング環境中で減速し、タンパク質基質同士の架橋は緩衝溶液中よりも1.3倍加速されることが明らかとなった。これは溶液に含まれる高分子の排除体積効果により、タンパク質基質と酵素の接触が促進されたためだと考えられる。よってクラウディング環境は酵素反応を介したコンポーネントワクチン形成のための有用な反応場であることが示唆された。2022年度の研究成果について、4件の国内学会および3件の国際学会で発表を行った。また、当該成果については一編の論文としてまとめ、受理された。

疫苗是用于预防传染病的药物。本研究旨在通过酶促反应创建一种仅由抗原位点组成的线性结构的组分疫苗。申请人之前设计了一种用于蛋白质交联的肽标签（PolyTag），其含有微生物转谷氨酰胺酶（MTG）的反应位点，MTG是一种在体内催化交联反应的酶，并将PolyTag与MTG聚合在一起。建立了使这成为可能的技术。然而，通过该方法获得的主要产物是蛋白质寡聚物，并且人们认为聚合度不足以用作组分疫苗。直到前一年，申请人发现了一种现象，即MTG催化的蛋白质聚合物形成反应在被称为分子拥挤环境的溶剂环境中得到促进，但其机制尚不清楚。因此，2022年，我们对分子拥挤环境下蛋白质之间的交联反应进行了详细分析。分子拥挤环境是模拟细胞内部的溶液环境，其中大分子以高浓度存在。在此环境下，评价荧光小分子底物、荧光小分子与蛋白质底物、蛋白质底物之间的交联反应，并以能量转移为指标，与缓冲溶液中的交联速率进行比较。结果表明，荧光小分子底物之间的交联在拥挤环境中减慢，而蛋白质底物之间的交联比在缓冲溶液中加速1.3倍。这被认为是因为溶液中所含聚合物的排除体积效应促进了蛋白质底物和酶之间的接触。因此，拥挤环境被认为是通过酶促反应形成成分疫苗的有用反应场。 2022年我们在四场国内会议和三场国际会议上展示了我们的研究成果。此外，结果被总结为论文，并被接受。

项目成果

期刊论文数量（34）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

酵素反応を介した事後修飾によるタンパク質集合体の機能拡張

通过酶促反应进行后修饰来扩展蛋白质组装体的功能

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
佐藤崚・南畑孝介・若林里衣・後藤雅宏・神谷典穂
通讯作者：
佐藤崚・南畑孝介・若林里衣・後藤雅宏・神谷典穂

分子クラウディング環境下における架橋酵素の触媒挙動の理解

了解分子拥挤环境下交联酶的催化行为

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
佐藤崚;南畑孝介;若林里衣;後藤雅宏;神谷典穂
通讯作者：
神谷典穂

Effect of substrate size on cross-linking behavior of microbial transglutaminase under crowded conditions

拥挤条件下底物尺寸对微生物转谷氨酰胺酶交联行为的影响

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Sato Ryo;Minamihata Kosuke;Wakabayashi Rie;Goto Masahiro;Kamiya Noriho
通讯作者：
Kamiya Noriho

The role of water in reactions catalysed by hydrolases under conditions of molecular crowding

分子拥挤条件下水在水解酶催化反应中的作用

DOI：
10.1007/s12551-023-01104-2
发表时间：
2023-08-01
期刊：
Biophysical Reviews
影响因子：
0
作者：
M. A. Perillo;Inés Burgos;Eduardo M. Clop;Julieta M. Sánchez;Verónica Nolan
通讯作者：
Verónica Nolan

Enhancement of the Antifungal Activity of Chitinase by Palmitoylation and the Synergy of Palmitoylated Chitinase with Amphotericin B

棕榈酰化增强几丁质酶的抗真菌活性及其与两性霉素B的协同作用

DOI：
10.1021/acsinfecdis.2c00052
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
5.3
作者：
Santoso Pugoh;Minamihata Kosuke;Ishimine Yugo;Taniguchi Hiromasa;Komada Takuya;Sato Ryo;Goto Masahiro;Takashima Tomoya;Taira Toki;Kamiya Noriho
通讯作者：
Kamiya Noriho