人工タンパク質の理論設計と合成

人工蛋白质的理论设计与合成

• 批准号: 11166243
• 负责人: 高田 彰二
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Kobe University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11166243/
• 关键词: タンパク質; 人工設計; デザイン; 遺伝子合成; 3本へリックス束; Zスコア; 配列空間アニーリング

本プロジェクトでは、理論モデルに基づいて人工タンパク質を設計し、それを実際に生合成を行う。理論モデルとしてタンパク質骨格の原子NH、C_αH、COをunited atomとしてあらわに表現する一方、側鎖はその重心に一つの球を置いた粗視化モデルを構築した。理論設計は、鋳型構造に対してもっとも適合するアミノ酸配列(σと書く)を探索する。今回は、鋳型構造としてAlbumin binding domainの3本へリックス束構造を選んだ。適合度としてZスコアを使うのが良い。ランダム配列から、配列σを動的変数としてシミュレーテッドアニーリング法を行い、Zスコアが最適になる配列を10個求めた。我々の粗視化モデルに含まれていない側鎖のぶつかり合いを確認するため、AMBER力場による全原子モデルで構造最適化を行って、そのエネルギーが最低のアミノ酸配列を最終的に理論予測配列とした。この配列に相当する遺伝子を合成し、ベクターDNA(pET11)に組み込み大腸菌(BL21(DE3))を形質転換した。現在、大腸菌の大量培養およびタンパク質精製を進めている。

在这个项目中，我们将根据理论模型设计人工蛋白质并实际生物合成它们。作为理论模型，蛋白质主链中的NH、C_αH和CO原子被表示为联合原子，同时构建了一个粗粒度模型，其中单个球体被放置在侧链的重心处。理论设计寻找最适合模板结构的氨基酸序列（写作σ）。这次，我们选择白蛋白结合域的三螺旋束结构作为模板结构。最好使用 Z 分数作为拟合优度。从随机序列中，我们使用序列 σ 作为动态变量执行模拟退火方法，以找到具有最佳 Z 分数的 10 个序列。为了确认粗粒度模型中未包含的侧链碰撞，我们使用AMBER力场使用全原子模型进行结构优化，最终选择能量最低的氨基酸序列作为理论上的氨基酸序列。预测的序列。合成对应于该序列的基因，将其插入载体DNA(pET11)中，并转化至大肠杆菌(BL21(DE3))中。目前，我们正在进行大肠杆菌的大规模培养和蛋白质纯化。

项目成果

Shoji Takada: "Go-ing for Prediction of Protein Folding Mechanisms"Proceedings of National Academy of Science USA. 96,. 11698-11700 (1999)

Shoji Takada：“Go-ing for Prediction of Protein Folding Mechanisms”美国国家科学院院刊。

Shoji Takada: "Simulating Protein Folding with Coarse Grained Models"Supplement of Progress of Theoretical Physics. (印刷中). (2000)

Shoji Takada：“用粗粒度模型模拟蛋白质折叠”理论物理学进展补充（2000 年出版）。

Shoji Takada: "Site Resolved Landscape Theory of Fast Folding Protein in "Old and New Views of Protein Folding" edited by K. Kuwajima and M. Arai,"Elsevier. 117-124 (1999)

Shoji Takada：“K. Kuwajima 和 M. Arai 编辑的《蛋白质折叠的新旧观点》中快速折叠蛋白质的位点解析景观理论”，Elsevier。

Peter L. Privalov 他: "Comments on the comments, Protein Engineering,"Protein Engineering. 12,. 187 (1999)

Peter L. Privalov 等人：“蛋白质工程评论”，12，（1999）。

Atsuo Tamura: "Cold denaturation and folding/unfolding of a protein at low temperature in "Old and New Views of Protein Folding" edited by K. Kuwajima and M. Arai,"Elsevier. 279-285 (1999)

Atsuo Tamura：“K. Kuwajima 和 M. Arai 编辑的《蛋白质折叠的新旧观点》中的蛋白质在低温下的冷变性和折叠/展开”，Elsevier。