フラビンを機能団として有する酸化還元機能性人工タンパク質の設計合成

以黄素为官能团的氧化还原功能人工蛋白的设计与合成

基本信息

批准号：
05855143
负责人：
三原久和
金额：
$ 0.51万
依托单位：
Nagasaki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

de novoデザインによる人工タンパク質の合成は、ポリペプチド素子を開発する際、天然タンパク質のタンパク質工学的手法による機能変換では創造できない機能性ポリペプチド開発の可能性を有する。本研究では、ポリペプチドのde novoデザインにより構築した3次元構造内にフラビン誘導体を導入することにより、疎水性ポケットを有する酸化還元機能性ポリペプチドの設計と合成を行った。フラビン用アンカーを導入した4alpha-ヘリックスバンドル3次元構造を有する53アミノ酸残基よりなるポリペプチドをde novo設計および合成した。バンドル3次元構造内の中央部に導入したシステイン残基の側鎖に、特異的にフラビン誘導体である10-メチルイソアロキサジンを導入し、フラボ4alpha-ヘリックスバンドルポリペプチド1を合成することに成功した。1は高いalpha-ヘリックス性を有する立体構をもち、その内部フラビンに起因した還元ニコチンアミド誘導体の酸化触媒機能を示した。さらに本機能は、ドデシルスルホン酸ナトリウムなどの両親媒性化合物添加により、1の立体構造を少し緩めることにより飛躍的に向上することを見い出した。以上本研究では、高度な機能を有する人工タンパク質のde novo設計に成功し、さらに人工タンパク質の触媒機能調節を行うことにも成功した。

通过从头设计合成人工蛋白质有可能开发出在开发多肽元件时使用蛋白质工程方法对天然蛋白质进行功能转换无法产生的功能性多肽。在本研究中，我们通过将黄素衍生物引入到由多肽从头设计构建的三维结构中，设计并合成了具有疏水口袋的氧化还原功能多肽。从头设计并合成了由 53 个氨基酸残基组成的具有 4α 螺旋束三维结构并掺入黄素锚的多肽。通过在三维束结构中心引入的半胱氨酸残基的侧链上特异性引入黄素衍生物10-甲基异咯嗪，成功合成了flavo4α-螺旋束多肽1。 1具有高度α螺旋构象，并且由于其内部黄素而表现出对还原型烟酰胺衍生物氧化的催化功能。此外，我们发现，通过添加十二烷基磺酸钠等两亲化合物，稍微放松1的空间结构，可以显着改善该功能。如上所述，在本研究中，我们成功地从头设计了具有先进功能的人工蛋白质，并且还成功地调控了人工蛋白质的催化功能。