チューブ状のバイオコンテナ:金属イオン誘導による分子工学によるチャペロニンの1D組成
Shuvendu Biswas1, Kazushi Kinbara, Nobuhiro Oya
1Department of Chemistry and Biotechnology, School of Engineering and Center for NanoBio Integration, The University of Tokyo, 7-3-1 Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo 113-8656, Japan.
Journal of the American Chemical Society
|June 4, 2009
まとめ
フォトクロミックユニットを持つ改造されたGroELタンパク質は,長くて空洞な繊維に自己組み立てられます. これらのタンパク質繊維は分解され,変性タンパク質に結合し,機能的なタンパク質ナノ構造を形成することができます.
科学分野:
- バイオケミストリー バイオケミストリー
- マテリアルサイエンス 材料科学
- ナノテクノロジー ナノテクノロジー
背景:
- グループIのチャペロニンタンパク質GroELは,タンパク質の折りたたみにおいて重要な役割を果たします.
- スピロピラン (SP) やメロシアニン (MC) のような光色分子は,光にさらされるとその性質が変化します.
- タンパク質のサイト固有の改変により,新しい機能的材料の作成が可能です.
研究 の 目的:
- GroEL ((SP/MC) という改造されたGroELタンパク質を,統合された光色ユニットで設計する.
- 二価金属イオンに反応するGroEL ((SP/MC) の自己組み立て行動を調査する.
- 変性タンパク質の結合と封じ込めのためのGroEL (SP/MC) アセンブリの可能性を調査する.
主な方法:
- 遺伝子および化学的改変により,GroELタンパク質の穴の入り口に約28個のスピロピラン (SP) とメロシアニン (MC) 単位を付着させました.
- GroEL ((SP/MC)) の一次元 (1D) アセンブリは,バッファ溶液に二価金属イオン (例えば,Mg2+) を加えることで誘導された.
- 組み立てた繊維の分解は,EDTAを使用して達成されました.
- 変性タンパク質に対するGroEL ((SP/MC) の結合親和性が評価され,ゲストを含む繊維が形成されました.
主要な成果:
- GroEL ((SP/MC) は,特定のサイトでフォトクロミックユニットを成功裏に組み込みました.
- 二重金属イオンは,高面比 (最大2.5マイクロメートル) を有する GroEL ((SP/MC) の長い円筒状の空洞繊維の形成を誘導した.
- EDTA処理により,繊維はより小さなオリゴーマーやモノマーに分解され,効果的でした.
- GroEL ((SP/MC) は,変性されたタンパク質と結合し,タンパク質に負荷された繊維を形成する能力を保持しました.
結論:
- GroELにサイト固有のフォトクロミックユニットを組み込むことで,制御された自己組み立てをオーダーされたナノ構造に可能にします.
- これらのGroEL ((SP/MC) 繊維は,調節可能な組立と分解の性質を示しています.
- その結果生成されるタンパク質ベースの繊維は,タンパク質結合および配送システムにおける応用の可能性を示しています.
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