- 研究番号：22C07
- 研究分野：science
- 研究種別：奨励研究
- 研究期間：2022年04月〜2023年03月
代表研究者
関 貴洋 理工総研が募集する次席研究員
SEKI Takahiro Junior Researcher
理工学術院総合研究所 梅野大輔研究室
Research Institute for Science and Engineering
URL：https://w-rdb.waseda.jp/html/100003377_ja.html
研究概要
グラム陰性菌の持つペリプラズム空間は，細胞質（細胞内）とは比べものにならぬほど，化学的環境を操作しやすく，新たな進化工学の場として有望である．最近，申請者は，このペリプラズム空間を利用するための新規進化工学プラットフォーム技術を開発した．本研究では，この技術を最大限発展させ，細胞内外の情報を仲介する機構の実験進化学的な創発や，細胞内とはイオン組成が全く異なる環境でのタンパク質の適応メカニズムの解明を目的とする．
1. 外環境のイオン性分子を感知するバイオセンサーの創発核レセプタや各種転写因子など，化学物質センサーとしての機能を持つタンパク質は数多く知られるが，センサは細胞内部の環境に馴化しており，細胞外環境のモニタリングに向かない．一方で，GPCRのような幕貫通型のセンサーを大腸菌などの異種で機能発現するのは極めて困難である．本研究では，GPCRのような幕貫通型の外部環境バイオセンサーの創発を目指す．具体的には，酵素や受容体タンパク質をセンサ素子とし，膜タンパク質を介してペリプラズム空間に提示する．提示したタンパク質と基質との相互作用を膜タンパク質あるいは細胞内タンパク質の機能発現という形で読み出す新規センサ技術を完成させる．
2. 難改良酵素の機能のスクリーニング技術の開発酵素の多くは，金属イオン補酵素の力を借りて精緻な触媒機能を発揮する．しかし，異なる金属イオンが存在するような夾雑環境ではその触媒活性が阻害されることがある．そこで，ペリプラズムDisplay技術を利用し，ペリプラズムへと提示した標的酵素が細胞内とは全く異なるイオン環境においても高い酵素活性を示す変異体へと作り変える．さらに，金属イオンの選択性が変化した変異体の取得を試みる．
