タンパク質デザイン実験と理論計算による膜タンパク質のフォールディング原理の研究

通过蛋白质设计实验和理论计算研究膜蛋白的折叠原理

基本信息

  • 批准号:
    15J02427
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.6万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2015
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2015-04-24 至 2018-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

本年度は、前々年度・前年度に確立した手法により得られたall-αタンパク質のデザインの成否を確認した。また、手法の汎用性を検証するために、異なるトポロジーを持つ主鎖に対してもアミノ酸配列デザインを行った。(1) 特定の構造について、デザインの成功が実験的に確認された:ある主鎖構造(H5_fold00と呼ぶ)についてのデザインアミノ酸配列について、ひきつづき実験的検証を進めた。結果、10デザイン配列のうち少なくとも1配列は、NMRにより目的の3次構造を取っていることが確認された。世界で初めて「規則的でない二次構造配置をもつall-αタンパク質」が人工的にデザインされた。これにより、今回開発した構造デザイン手法が有効であることが確認できた。加えて、さらに別の1配列については、X線構造解析により、二次構造配置はデザイン通りにもかかわらず、二分子間でドメインスワップが起きている、ということがわかった。これは想定外の結果であり、デザイン手法を改善すべく、溶液中での会合状態を実験的に検証している。(2) さらに多数の構造・配列のデザインを進めた:今回開発された手法を適用し、ヘリックス6あるいは7本の構造についてデザインを行った。計算機上では良好な結果を得ており、これらについても実験的評価を行っている。(3) 総括:本研究は、膜タンパク質の構造デザインを目指すはずだった。しかし、そもそもall-α構造のタンパク質を系統的に構造デザインする手法が存在しない、ということから予想外の方向に進展した。結果、多様なall-α構造をデザイン可能な手法を開発するに至り、all-αというクラスのタンパク質の構造空間を広く理解するという点で重要な知見が得られた。当初の計画よりも、より一般性の高い課題を解決することができたと考えている。
今年,我们确认了使用两年前和前一年建立的方法设计全α蛋白的成功或失败。此外,为了验证该方法的通用性,对不同拓扑结构的主链进行了氨基酸序列设计。 (1)特定结构设计的成功得到实验证实:我们继续对设计的某个主链结构(简称H5_fold00)的氨基酸序列进行实验验证。结果,通过NMR证实,10个设计序列中至少有一个具有所需的三级结构。人工设计出世界上第一个“二级结构排列不规则的全α蛋白”。这证实了新开发的结构设计方法是有效的。此外,对另一序列的X射线结构分析表明,尽管二级结构排列符合设计,但两个分子之间发生了结构域交换。这是一个意想不到的结果,为了改进设计方法,我们正在实验验证解决方案中的关联状态。 (2)我们继续设计更多的结构和排列:应用新开发的方法,我们设计了具有六到七个螺旋的结构。在计算机上已经取得了很好的结果,我们也在对此进行实验评估。 (3)摘要:本研究旨在针对膜蛋白的结构设计。然而,由于没有方法系统地设计全α结构的蛋白质结构,研究朝着意想不到的方向进展。因此,我们开发了一种方法,使我们能够设计各种全α结构,并在广泛理解全α类蛋白质的结构空间方面获得了重要知识。我们相信我们能够解决比原计划更普遍的问题。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
多様なα-ヘリカルタンパク質構造の生成・分類・デザイン
各种α-螺旋蛋白质结构的生成、分类和设计
  • DOI:
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    佐久間 航也; 古賀 理恵; 小杉貴洋; 古賀 信康
  • 通讯作者:
    古賀 信康
多様なall-αタンパク質のデザイン
多种全α蛋白的设计
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    佐久間航也
  • 通讯作者:
    佐久間航也
多様な構造を持つall-αタンパク質のデザイン
具有不同结构的全α蛋白的设计
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    佐久間航也
  • 通讯作者:
    佐久間航也
多様なall-αタンパク質のデザイン
多种全α蛋白的设计
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    佐久間航也
  • 通讯作者:
    佐久間航也
多様なα-ヘリカルタンパク質のデザインに向けて
设计不同的α-螺旋蛋白
  • DOI:
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    佐久間 航也; 古賀 理恵; 小杉貴洋; 古賀 信康
  • 通讯作者:
    古賀 信康
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佐久間 航也其他文献

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