Letter エンドヌクレアーゼのDNA結合の特異性と切断特異性のコンピューターによる設計改変 2006年6月1日 Nature 441, 7093 doi: 10.1038/nature04818 タンパク質-DNA認識についての現在の知見を検証するものとして、DNA結合特異性の人為的な変更は、コンピューターによるタンパク質設計における重要な課題であり、またバイオテクノロジーや医学の面で実用上かなりの価値がある。本論文では、イントロンにコードされたホーミングエンドヌクレアーゼI-MsoIの切断特異性の、物理的にリアルな原子レベル力場を用いたコンピューターによる設計改変について報告する。コンピューターを使った検索により、野生型酵素の結合を壊すと推測される単一塩基対置換を複数探し出し、これらの好ましくない置換のそれぞれについて、モンテカルロ・サンプリングによって周辺のアミノ酸群クラスターの性質と立体構造を最適化した。そして、野生型の結合親和性は維持しながら標的部位特異性が変化すると予測される設計改変酵素1種について、実験により性質を調べた。この設計改変酵素は、改変によって認識するようになった新しい標的部位に野生型酵素に比べて約1万倍も高い効率で結合・切断し、しかも元の酵素に匹敵する標的識別能力を示した。設計改変ヌクレアーゼと認識部位との複合体の構造をX線結晶解析によって決定したところ、コンピューターによる結合面構造予測が的確であったことが確認された。今回の結果は、コンピューターによるタンパク質設計という方法が、遺伝子治療などに使える特異性の高い新規エンドヌクレアーゼを作り出すうえで重要となる可能性を示している。 Full Text PDF 目次へ戻る
