疎水性パッキングがゆるくても折り畳み能を示し超安定な人工タンパク質

分子科学研究所 協奏分子システム研究センター/生命創成探究センター 生命分子創成研究グループの古賀理恵特任研究員、山本真実大学院生（総合研究大学院大学、当時）、小杉貴洋助教、古賀信康准教授、理化学研究所放射光科学研究センターの小林直宏上級研究員（大阪大学蛋白質研究所、以前）、大阪大学蛋白質研究所の杉木俊彦特任助教（常勤）、藤原敏道教授の研究グループは、これまでに設計した人工タンパク質が構造内部の強固な疎水性パッキングを失っても、折り畳み能と高い熱安定性を有していることを発見しました。これまでに研究グループは、タンパク質設計原理をもとに、多くのタンパク質の人工設計に成功しています。これら人工タンパク質は、望みの3次構造へと折り畳みやすいように、局所主鎖構造（2次構造の長さやループの形状）が設計され、加えて、タンパク質内部は疎水性アミノ酸残基がジグソーパズルのように密にパッキングするように設計されていました。しかしながら研究グループは、パッキングを形成する疎水性アミノ酸をほぼ全て、サイズの小さい疎水性アミノ酸（バリン）に変えても、人工タンパク質は折り畳み能を示し、さらに、その変性温度は100℃以上と非常に高いことを明らかにしました。この結果は、疎水性アミノ酸残基による側鎖パッキングというよりも、2次構造の長さやループの形状といった局所主鎖構造が人工タンパク質の折り畳み能と高い熱安定性において重要であることを示唆しています。従来、タンパク質の耐熱化は、アミノ酸置換による側鎖構造の改変によって行われてきましたが、本研究成果により、主鎖構造を改変することで自然界のタンパク質を耐熱化できる可能性が期待されます。また、新規機能性タンパク質創出のための土台となる安定な構造を創製する技術開発にも貢献すると期待されます。

詳細は分子科学研究所のホームページをご覧ください。

報道担当

理化学研究所 広報室 報道担当
お問い合わせフォーム