Letter 生物工学：新規機能をもつ受容体およびセンサータンパク質のコンピューターによる設計 2003年5月8日 Nature 423, 6936 doi: 10.1038/nature01556 タンパク質とリガンドからなる複合体の形成は、生物学的過程を分子レベルで考える場合の基本である。したがって、リガンドとタンパク質の間での分子認識の操作は基礎生物学研究において重要であり、また酵素、バイオセンサー、遺伝学的回路、シグナル伝達経路の構築やキラル分離など多くの生物工学的応用が考えられる。結合部位を系統的に操作することは、未だに大きな難問である。コンピューターを使う設計ならば、タンパク質の構造と機能の改変に高い一般性がもたらされる。本論文では、タンパク質のリガンド結合特異性を大幅に変えることが可能な、構造を基盤とするコンピューター利用法について報告する。この方法により、トリニトロトルエン、l-乳酸、セロトニンに対して高い選択性および親和性で結合する可溶性受容体を作製した。これらの改変された受容体は、それぞれの新規リガンドに対してバイオセンサーとして機能できる。また細菌の合成シグナル伝達経路を構築し、これらの受容体を組み入れたところ、細胞外から添加したトリニトロトルエンまたはl-乳酸に応じて遺伝子発現が調節された。さまざまなリガンドおよびタンパク質を用いることで、生体分子認識の幅広い制御がコンピューター上で可能だとわかる。設計した受容体が、生物学的活性およびバイオセンサーとしての活性を持つことは、コンピューターによる設計応用の将来的発展の可能性を示している。 Full Text PDF 目次へ戻る
