研究の目的
本研究課題では、遺伝子組み換えによる有用ペプチドの生産を目的として、その発現を助ける新規分子(キャリアタンパク質)のデザイン・研究開発を進める。安定に生産を行うために、ターゲットペプチドやタンパク質を分解から保護し、また生産したペプチドやタンパク質が工場としての微生物に悪影響を及ぼさないように不活性化する、技術の開発を目標とする。特に、現在、化学的な合成法が生産法の主流となっているアミノ酸残基数の比較的少ない短鎖のペプチドを中心に、微生物を用いた効率のよい生産系を開発し、産業レベルでの実用化を目指し基礎研究を行う。
研究項目及び実施体制(◎は研究代表者)
微生物を用いたペプチドの大量生産法の開発
(◎相沢 智康/国立大学法人北海道大学大学院先端生命科学研究院)
研究の内容及び主要成果
- 分解や毒性の影響で従来は微生物での生産が困難であったペプチドに対して、融合タンパク質及び共発現により生産を安定させる新技術の開発に成功した。
- メタノール資化酵母を用いた高密度培養・発現系において、有用ペプチド・タンパク質の大量生産法について検討をおこない、ペプチドの高効率かつ安定な生産に利用可能な新規の融合タンパク質の開発に成功した。
- 新開発の手法を応用し、農林水産業の発展に貢献する可能性をもつ重要ペプチド、蛋白質の立体構造解析、機能解析をすすめ、新規の有用な知見を得るとともに本研究で開発した新技術の有用性を証明した。
見込まれる波及効果
本課題で開発に成功した発現系は、ポストゲノム時代のバイオ研究、産業分野の主役としてさらに需要が高まるであろう、ペプチド・タンパク質生産の重要な基盤技術として成長する可能性を秘めており、微生物を利用した新たな産業の創生に寄与すると期待できる。特に、農林水産業、食品作業等に有用と考えられるペプチドの立体構造解析や機能解析といった研究分野への利用、有用ペプチドの産業応用利用等に大きく貢献できると考えられる。
主な発表論文
- Mizuguchi M., et al. : Effects of the stabilization of the molten globule state on the folding mechanism of α-lactalbumin: a study of a chimera of bovine and human α-lactalbumin. Proteins 61 : 356-365 (2005)
- Saito S., et al. : Structural approach to a novel tandem repeat DNA-binding domain, STPR, by CD and NMR.Biochemistry 46 : 1703-1713 (2007)
- Nonaka Y., et al. : Spontaneous asparaginyl deamidation of canine milk lysozyme under mild conditions. Proteins72 : 313-322 (2008)
- Kouno T., et al. : A novel beta-defensin structure: a potential strategy of big defensin to overcome resistance by Gram-positive bacteria. Biochemistry 47 : 10611-10619 (2008)
- Nonaka, Y., et al. : X-ray crystallography and structural stability of digestive lysozyme from cow stomach. FEBS Journal in press
- Nakatogawa, S., et al. : A novel peptide mediates aggregation and migration of hemocytes from an insect. Current Biology in press
研究のイメージ
