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ランダム配列からの機能性蛋白質の創出

研究報告コード R000000086
掲載日 2002年9月30日
研究者
  • 四方 哲也
研究者所属機関
  • 大阪大学大学院情報科学研究科バイオ情報工学専攻
研究機関
  • 大阪大学大学院工学研究科
報告名称 ランダム配列からの機能性蛋白質の創出
報告概要 高い機能を示す特別なアミノ酸配列の進化を明らかにするために,進化実験を行った。ランダムなアミノ酸配列を有するポリペプチドを多種類合成し,その一部を天然タンパク質カタラーゼのC末端に連結するランダム伸張変異を開発した。コンピュータの中に初期ポリペプチドとしてランダム配列を用意し,10回折りたたみシミュレーションを1世代とする進化実験を行った。10世代目で選ばれた配列では,10回の折りたたみシミュレーションで異なる構造が現れたが,世代を重ねるごとに,基質結合部位以外の領域が選択をかけていないにもかかわらず,一定の形になるように進化し,基質結合能だけの簡単な選択でタンパク質全体の高次構造ができ上がることを明らかにした。ランダム配列を示したファージのライブラリーを調製し,エステラーゼ反応の遷移状態アナログ4-carboxybutyl-phosphate(CAII)を基質として結合能による選択を行い,3世代でもかなりの結合能の増加が観測された。さらに,選択されたポリペプチドはエステラーゼ活性をもつことが発見された。
画像

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研究分野
  • 分子構造
  • 生物学的機能
  • 遺伝子発現
  • 進化論一般
  • 分子・遺伝情報処理
関連発表論文 (1)Yomo, T., Saito, S. and Sasai, M. (1999) Nature Structual Biology, 6, 743-6.
(2)Matsuura, T., Miyai, K., Trakulnaleamsai, S., Yomo, T., Shima, Y., Miki, S., Yamamoto, K. and Urabe, I. (1999) Nature Biotechnology, 17, 58-61
研究制度
  • さきがけ研究21、「形とはたらき」領域/科学技術振興事業団
研究報告資料
  • 四方 哲也. ランダム配列からの機能性蛋白質の創出. 「さきがけ研究21」研究報告会「形とはたらき」領域講演要旨集(研究期間1997-2000), 2000. p.97 - 103.

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