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新規タグ技術を中心とした膜蛋白質・細胞外蛋白質の高品質生産と精製システムの開発(H19〜H21)

代表機関：大阪大学蛋白質研究所
代表研究者：高木淳一

2010年版パンフレット(背景と成果)の該当ページはこちら

構造解析が難しいタンパク質には二つのタイプがあります。一つは、決まった構造をとらなかったり、巨大な複合体を作ったりするために構造解析が技術的に難しいタンパク質。もう一つは、生産が難しいために、構造解析に必要な量を確保できないタンパク質です。

私たちは、これまでの経験から、難解析性タンパク質の多くは後者であると考えています。こうしたタンパク質の構造解析を行うには、「もっと生産量を増やす」か「少ない量で何とかする」という方法があります。私たちは、少ない量でも何とかするための有力な手段として、タンパク質にタグ（荷札）をつけ、そのタグを利用してタンパク質を見分ける技術を開発しています。

例えば、抗体は、決まったアミノ酸配列とだけ結合します。このアミノ酸配列をタグとして目的のタンパク質につけておけば、抗体は目的のタンパク質だけを選び出してくれます。抗体に蛍光色素をつけておけば目的のタンパク質だけが光るし、抗体を固定しておけば目的のタンパク質を精製することが可能です。このようなアミノ酸配列を「アフィニティタグ」、このタグに結合する抗体を「アフィニティタグ抗体」といいます。

生産の難しいタンパク質として、細胞外タンパク質や膜タンパク質があります。これらの多くは動物細胞を使わないと生産できず、生産できても極微量しか得られないのです。そういう場合に、アフィニティタグ抗体を用いれば、細胞が目的のタンパク質をつくっているかどうかの判別や、目的とするタンパク質の効率的な精製が可能になると期待されます。しかし、市販のアフィニティタグはさまざまな問題を抱えています。

そこで私たちは、微量のタンパク質でも確実に検出・精製でき、誰もが簡単に使えるアフィニティタグ抗体の開発をめざしています。すでに2種類のアフィニティ抗体を得ており、タグとなる配列の決定や、目的のタンパク質にタグを付加するためのベクターの構築に取り組んでいます。また、抗体を用いず、短いペプチド同士の結合を利用するタグシステムの研究も進めています。

生産の難しい細胞外タンパク質や膜タンパク質の中には、医学的・生物学的に重要なものがたくさんあります。タグ技術の開発により、微量にしか得られないこれらのタンパク質の構造解析が進めば、医学・生物学の進展に大きく貢献することでしょう。