スマートポリマーナノ分子集合体を利用した自律応答型人工シャペロンの設計と応用

利用智能聚合物纳米分子聚集体自主响应人工伴侣的设计与应用

基本信息

批准号：
13750736
负责人：
馬越大
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

生体細胞は,外部環境の変化<ストレス)に晒された時に,一連の高次機能(ストレス応答機能)を誘導する事が知られており,各種の生体高分子が高秩序に集積化された「自律応答型ナノバイオファクトリー」と捉えることができる。その機能発現の際には,熱ショックタンパク質などを始めとする生体分子シャベロンが密接に関与している事が知られている。本研究課題では,スマートポリマー分子集合体の刺激応答性を高度利用する事により,周辺環境のストレス状態,あるいは,対象タンパク質の状態を認識して,その状態に応じて誘導される機能,即ち,分子シャペロンが本来有する機能(細胞内タンパク質の(i)巻戻り,(ii)膜透過,(iii)凝集形成など)を模倣した「自律応答型人工シャペロン」を設計・開発する事を目的として,両者を複合化する事により,生体の高次機能を膜界面に集積化したリポソームを構築し,遺伝子産物の生産・分離・変換・構造形成(リフォールディング)プロセスへの展開の可熊性を検討する。平成14年度では,以下の2項目に分けて検討した。(1)モデル細胞膜界面における自律応答型人工シャペロンの自己集積化平成13年度で明らかにした自律応答型人工シャペロンの機能発現モデルに基づいて,最適制御された刺激条件の負荷により,単一あるいは複数の人工シャペロンを,モデル細胞膜(リポソーム)表面に自己集積化する事で,脂質膜の動的特性を制御でき,膜融合などの各種機能の誘導に成功した。(2)バイオ分離・変換プロセスへの応用既存の固定化技術により,リポソームを担体に固定化したストレス応答型機能性ゲル担体を調製した。適切な外部刺激条件を選択することで,脂質膜間相互作用を制御でき,タンパク質の分離(認識・複合体形成)・変換(再活性化・リフォールディング)を同時に達成する。自律応答型ナノバイオ変換プロセスの可能性を示す事ができた。

众所周知，活细胞在受到外部环境（应激）变化时会诱发一系列高阶功能（应激反应功能），各种生物聚合物以高度有序的方式整合在一起，可以被认为是一种“应激反应功能”。自主响应纳米生物工厂。”众所周知，生物分子chavelons，包括热休克蛋白，与这些功能的表达密切相关。在这个研究项目中，通过先进地利用智能聚合物分子组装体的刺激响应性，我们将识别周围环境的应激状态或目标蛋白质的状态，并开发根据该状态诱导的功能。分子伴侣的固有功能（（i）细胞内蛋白质的解旋，（ii）膜渗透，（i） ii) 以设计和开发模拟聚集体形成等的“自主响应人工伴侣”为目标，通过将两者相结合，我们将构建在膜界面整合高级生物功能的脂质体。基因产物生产、分离、转化和结构形成（重折叠）过程开发的灵活性。 2002财年，该研究分为以下两项。 (1)自主响应人工伴侣在模型细胞膜界面的自我整合基于2001年阐明的自主响应人工伴侣的功能表达模型，可以使用最佳控制的刺激条件自我组装单个或多个自主响应人工伴侣。 -在模型细胞膜（脂质体）表面组装人工伴侣，我们能够控制脂质膜的动态特性，并成功诱导膜融合等各种功能。 (2)在生物分离和转化过程中的应用利用现有的固定化技术，将脂质体固定在载体上，制备了应激响应性功能凝胶载体。通过选择合适的外部刺激条件，可以控制脂膜之间的相互作用，同时实现蛋白质分离（识别/复合物形成）和转化（重新激活/重折叠）。我们能够证明自主响应纳米生物转化过程的可能性。