外部刺激による非対称膜ベシクル内での効率的な酵素逐次反応の実現

利用外部刺激在不对称膜囊泡中实现高效的酶序贯反应

• 批准号: 22H01874
• 负责人: 神谷 厚輝
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: Gunma University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01874/
• 关键词: リポソーム; タンパク質; 人工細胞モデル; タンパク質集積; 膜透過ペプチド; 人工細胞膜; 酵素; 非対称膜ベシクル; バイオリアクタ; 酵素逐次反応; 膜タンパク質

外部刺激によってリポソーム内で効率的な酵素逐次反応を起こさせるために、リポソーム形成後に酵素をリポソーム内へ輸送させる必要がある。そこで、膜透過ペプチドを介してリポソーム内に酵素を輸送させることを検討した。外膜に中性電荷のリン脂質、内膜に負電荷のリン脂質で形成したリン脂質非対称膜リポソームの場合、膜透過ペプチドpep-1やpenetratinを介して酵素がリポソーム内へ輸送され、酵素活性も有していることが分かった。これは、非対称膜で発生した表面電荷と、酵素と複合化した膜透過ペプチドが相互作用したためであると推測される。この方法は、様々な分子量の酵素を機能を保持した状態でリポソーム内へ輸送できることを明らかにしている。また、外膜がリン脂質、内膜が両親媒性タンパク質から形成される非対称膜ベシクルの形成に成功した。この非対称膜ベシクルに膜タンパク質が再構成でき、その膜タンパク質が機能を有していることを明らかにしている。したがって、この非対称膜ベシクルは、リポソームに代わるバイオリアクタの担体として活用が期待される。

为了通过外部刺激在脂质体内引起有效的酶顺序反应，需要在脂质体形成后将酶转运到脂质体中。因此，我们研究了通过膜穿透肽将酶转运到脂质体中。对于外膜带中性电荷的磷脂和内膜带负电荷的磷脂形成的磷脂不对称膜脂质体，酶通过穿膜肽pep-1和penetratin转运到脂质体中，酶活性增加发现也有。推测这是由于非对称膜中产生的表面电荷和与酶复合的穿膜肽之间的相互作用。该方法揭示了各种分子量的酶可以被转运到脂质体中，同时保留其功能。他们还成功地形成了不对称膜囊泡，其中外膜由磷脂组成，内膜由两亲性蛋白质组成。我们已经证明膜蛋白可以重构为这些不对称膜囊泡并且这些膜蛋白具有功能。因此，这种不对称膜囊泡有望替代脂质体用作生物反应器载体。

项目成果

膜透過性ペプチドによる膜の非対称性に依存したタンパク質のベシクル内への輸送

通过膜穿透肽将蛋白质依赖于膜不对称转运至囊泡中

• 发表时间: 2022
• 作者: 三輪明星;神谷厚輝
• 通讯作者: 神谷厚輝

膜透過性ペプチド-タンパク質複合体によるリポソーム内へのタンパク質の輸送

通过膜渗透性肽-蛋白质复合物将蛋白质转运至脂质体中

• 发表时间: 2023
• 作者: 三輪明星;神谷厚輝
• 通讯作者: 神谷厚輝

群馬大学 大学院理工学府 分子科学部門 神谷研究室

群马大学研究生院理工学研究科分子科学系神谷研究室