【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.07】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24MS1039
利用課題名 / Title
中空金属錯体へ包接されたタンパク質の分析
利用した実施機関 / Support Institute
自然科学研究機構 分子科学研究所 / IMS
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）その他/Others（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
タンパク質, 自己組織化錯体, 構造解析, 質量分析/ Mass spectrometry,赤外・可視・紫外分光/ Infrared/visible/ultraviolet spectroscopy
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
中間 貴寛
所属名 / Affiliation
東京大学大学院工学系研究科 応用化学専攻
共同利用者氏名 / Names of Collaborators Excluding Supporters in the Hub and Spoke Institutes
小野寺 悠太,海老原 梨沙,Hongkun Liu
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Supporters in the Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
MS-222：熱分析（等温滴定型カロリメーター/溶液）
MS-224：MALDI-TOF質量分析
MS-230：円二色性分散
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
有機配位子と金属イオンの自己組織化で形成される巨大中空錯体に内包されたタンパク質の構造を解析する。錯体内部に捕捉することで従来では観測が困難なタンパク質の構造を解析することを目指す。特に過渡的なタンパク質の構造を錯体へ閉じ込めることで、その未踏構造を解明できることを実証する。過渡的な構造として、(1)弱い相互作用に基づくタンパク質―脂質複合体構造の解析、(2)安定多量体タンパク質の解析を目指した。
実験 / Experimental
錯体に内包されたタンパク質の構造を円偏光二色性スペクトル(CD)により評価した。また、タンパク質の錯体への内包にあたり、配位子とタンパク質の縮合体の同定にマトリックス支援レーザー脱離イオン化質量分析法(MALDI-MS)を測定した。タンパク質、またはタンパク質断片ペプチドを縮合した配位子、および錯体をMALDI-TOF MSにより分析した。加えて、タンパク質と糖鎖の結合を等温滴定カロリメトリー(ITC)により評価した。
結果と考察 / Results and Discussion
タンパク質(cutinase-like enzyme (CLE))と脂質の複合体についてNMRを測定したところ、脂質の結合による二次構造の変化は見られなかった。核磁気共鳴(NMR)の結果と合わせるとタンパク質が主たる二次構造は変えずに弱く動的な結合で脂質に結合していることが明らかになった。MALDI測定により、カゴ型錯体に二量体タンパク質のモノマーを内包していることを支持する結果が得られた。ITCの実験では、タンパク質とリガンドの結合を評価するための予備的な実験を行なったが、有機溶媒と水の混合溶媒での評価のためにさらなる条件の検討が求められる。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
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Risa Ebihara, Physical Isolation of Single Protein Molecules within Well‐Defined Coordination Cages to Enhance Their Stability, Angewandte Chemie International Edition, 64, (2024).
DOI: doi.org/10.1002/anie.202419476
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Hiroyuki Tamura, Organic solvent-induced structural changes in a protein confined in a giant coordination cage, Chemistry Letters, 53, (2024).
DOI: doi.org/10.1093/chemle/upae101
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- 1) “Protein Encapsulation in Spherical Coordination Cages for Structural Analysis of Fleeting Intermediates” Takahiro Nakama, Maho Yagi-Utsumi, Daishi Fujita, Koichi Kato, Makoto Fujita, 45th International Conference on Coordination Chemistry (ICCC2024), 2024年7月 United States, 265 (査読あり)
- 2) 「かご型錯体の孤立空間への捕捉を活用したタンパク質NMR構造解析」中間貴寛，NMRプラットフォームシンポジウム2024, 東京，2024年12月
- 3) “Isolation of unfolding proteins by unimolecular encapsulation in coordination cages” Risa Ebihara, Takahiro Nakama, Ken Morishima, Masaaki Sugiyama, Maho Yagi-Utsumi, Makoto Fujita, 錯体化学会第 74回討論会, 岐阜，2024年9月
- 4) “Versatile Enzyme Immobilization in Crystals by Encapsulation in Spherical Coordination Cages” Hongkun Liu, Takahiro Nakama, Shingo Funami, Makoto Fujita, 錯体化学会第 74回討論会, 岐阜，2024年9月
- 5) 「かご型金属錯体の孤立空間への閉じ込めによる過渡的なタンパク質–リガンド複合体の構造解析」中間貴寛，田所美璃，劉鴻琨，矢木真穂，加藤晃一，藤田誠，第１８回バイオ関連化学シンポジウム，茨城，2024年9月
- 6) 「M12L24球状錯体への包接によるタンパク質–脂質間の弱い相互作用の解析」中間貴寛，田所美璃，劉鴻琨，矢木真穂，加藤晃一，藤田誠，第21回 ホスト–ゲスト・超分子化学シンポジウム，京都，2024年6月
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件