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ガス分子貯蔵と変換を目指した機能性リゾチーム結晶の創製

Research Project

Project/Area Number 12J07245
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Chemistry related to living body
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

田部 博康  京都大学, 物質-細胞統合システム拠点, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2012: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords蛋白質結晶 / 金属錯体 / 一酸化炭素 / 細胞評価 / 単結晶構造解析 / 生物無機化学 / カルボニル錯体 / シグナル伝達 / バイオガス分子 / リゾチーム / 生体ガス分子
Outline of Annual Research Achievements

一昨年度、昨年度達成した、リゾチーム結晶を用いた一酸化炭素(CO)分子の貯蔵と放出反応を利用し、本年度は細胞内部へのCOガス分子デリバリーを行った。また様々な金属錯体や蛋白質変異体結晶を利用することで、光応答型CO放出をはじめとするCO放出コントロールを試みた。
[1. リゾチーム結晶複合体を用いた細胞へのCO分子導入] COは細胞内の転写因子NF-κBの活性およびその下流にある蛋白質の発現を制御することが報告されている。リゾチーム結晶とルテニウムカルボニル錯体からCO放出複合体を調製し、細胞へのCOガス導入材料として利用した。HEK293/kB-Fluc細胞を培養し、ここにリゾチーム結晶-Ru(CO)2複合体を加えた。一定時間培養後細胞を破砕し、ルシフェラーゼレポーターアッセイを行った。その結果、リゾチーム結晶-Ru(CO)2複合体を加えた細胞は強いルシフェラーゼ発光を示した。このことは、リゾチーム結晶-Ru(CO)2複合体から放出されたCO分子が細胞内に導入され、NF-κBを活性化したことを示唆している。
[2. 昆虫細胞多角体結晶を用いたCO放出材料の創製] 金属錯体を集積可能であるポリヒスチジンタグ(His-tag)を多角体に変異導入することで、大量のカルボニル錯体の貯蔵とCO放出を実現できる蛋白質結晶の創製を試みた。His-tag変異体結晶は野生型と比べ、ルテニウムカルボニル錯体を約2倍の効率で内部に集積し、約3倍のCOガスを放出することが明らかとなった。また、転写因子NF-κBを7倍の効率で活性化した。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (26 results)

All 2015 2014 2013 2012 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (18 results) (of which Invited: 2 results) Remarks (3 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Preparation of a Cross-linked Porous Protein Crystal Containing Ru Carbonyl Complexes as a CO-releasing Material2015

    • Author(s)
      Hiroyasu Tabe, Kenta Fujita, Satoshi Abe, Masahiko Tsujimoto, Takahiro Kuchimaru, Shinae Kizana-Kondoh, M. Takano, Susumu Kitagawa and Takafumi Ueno
    • Journal Title

      Inorganic Chemistry

      Volume: 54 Issue: 1 Pages: 215-220

    • DOI

      10.1021/ic502159x

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Design of a CO-releasing Extracellular Scaffold using in-vivo Protein Crystals2015

    • Author(s)
      Hiroyasu Tabe, Takuya Shimoi, Kenta Fujita, Satoshi Abe, Hiroshi Ijiri, Masahiko Tsujimoto, Takahiro Kuchimaru, Shinae Kizaka-Kondoh, Hajime Mori, Susumu Kitagawa and Takafumi Ueno
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 44 Issue: 3 Pages: 342-344

    • DOI

      10.1246/cl.141035

    • NAID

      130004868381

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Porous Protein Crystals as Catalytic Vessels for Organometallic Complexes2014

    • Author(s)
      Hiroyasu Tabe, Satoshi Abe, Tatsuo Hikage, Susumu Kitagawa and Takafumi Ueno
    • Journal Title

      Chemistry an Asian Journal

      Volume: 9 Issue: 5 Pages: 1373-1378

    • DOI

      10.1002/asia.201301347

    • Related Report
      2014 Annual Research Report 2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Artificial Metalloenzymes Constructed From Hierarchically-Assembled Protpeins2013

    • Author(s)
      Takafumi Ueno, Hiroyasu Tabe, Yuva Tanaka
    • Journal Title

      Chemistry Asian Journal

      Volume: (印刷中) Issue: 8 Pages: 1646-1660

    • DOI

      10.1002/asia.201300347

    • Related Report
      2013 Annual Research Report 2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 蛋白質結晶への有機金属錯体集積による一酸化炭素ガス放出材料設計と細胞応答観察2015

    • Author(s)
      田部博康、下位卓也、藤田健太、安部聡、森肇、北川進、上野隆史
    • Organizer
      第95日本化学会春季年会
    • Place of Presentation
      船橋
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 蛋白質結晶への有機金属錯体配位設計と細胞応答観測への応用2014

    • Author(s)
      田部博康、下位卓也、藤田健太、安部聡、森肇、北川進、上野隆史
    • Organizer
      第63回錯体化学会討論会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2014-09-18 – 2014-09-20
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 蛋白質結晶への有機金属錯体配位設計と細胞制御への利用2014

    • Author(s)
      田部博康・藤田健太・都倉優・安部聡・北川進・上野隆史
    • Organizer
      第94日本化学会春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2014-03-27
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 有機金属化合物集積による蛋白質結晶の細胞機能制御材料としての利用2013

    • Author(s)
      田部博康・藤田健太・都倉優・安部聡・北川進・上野隆史
    • Organizer
      第62回錯体化学会詞論会
    • Place of Presentation
      琉球大学
    • Year and Date
      2013-11-03
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 蛋白質結晶複合体を用いた機能性材料創製2013

    • Author(s)
      田部博康
    • Organizer
      京都大学―同志社大学交流シンホジウム
    • Place of Presentation
      同志社大学
    • Year and Date
      2013-10-05
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 蛋白質結晶によるバイオガス分子放出細胞外マトリックスの分子設計2013

    • Author(s)
      田部博康・藤田健太・都倉優・安部聡・北川進・上野隆史
    • Organizer
      第7回バイオ関連化学シンホジウム
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2013-09-26
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 金属錯体-蛋白質結晶複合体を用いた機能性材料 : 化学反応から生体機能へ2013

    • Author(s)
      田部博康
    • Organizer
      第49回錯体化学若手の会近畿支部勉強会
    • Place of Presentation
      大阪市立大学
    • Year and Date
      2013-09-21
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Protein Crystals as Catalytic Vessels for Organometallic Complexes2013

    • Author(s)
      Hiroyasu Tabe. Satoshi Abe, Susumu Kitagawa. Takafumi Ueno
    • Organizer
      The 1st Japan-Taiwan-Singapore Joint Symposium on Coordination Chemistry
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2013-06-28
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Post-Engineering of Protein Crystals to Construct Nano-sized Reaction Vessels2013

    • Author(s)
      Hiroyasu Tabe. Satoshi Abe, Susumu Kitagawa. Takafumi Ueno
    • Organizer
      Royal Society of Chemistry-International Symposia for Advancing the Chemical Sciences
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Year and Date
      2013-06-15
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 細胞外マトリックスを指向した蛋白質結晶への小分子放出機能導入の設計2013

    • Author(s)
      田部博康、藤田健太、都倉優、安部聡、北川進、上野隆史
    • Organizer
      第93日本化学会年会
    • Place of Presentation
      立命館大学びわこ草津キャンパス(滋賀県)
    • Year and Date
      2013-03-25
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Post-Engineering of Protein Crystals by the incorporation of metal complexes2013

    • Author(s)
      Hiroyasu Tabe
    • Organizer
      The 1st University of Bristol-Kyoto University Symposium
    • Place of Presentation
      ブリストル大学(英国)(招待講演)
    • Year and Date
      2013-01-11
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Post-Engineering of Protein Crystals toward Cell-Material Science2013

    • Author(s)
      Hiroyasu Tabe
    • Organizer
      Edinburgh Univ. MRC-CRM & Kyoto Univ. iCeMS Mini-symposium
    • Place of Presentation
      エジンバラ大学(英国)(招待講演)
    • Year and Date
      2013-01-07
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Post-Engineering of Protein Crystals to Construct Nano-Reaction Vessels2012

    • Author(s)
      Hiroyasu Tabe, Yu Tokura, Satoshi Abe, Susumu Kitagawa, Takafumi Ueno
    • Organizer
      The 1st Kyoto Cell-Material Integration
    • Place of Presentation
      京都大学(京都)
    • Year and Date
      2012-11-09
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 蛋白質結晶複合体を利用した生体ガス分子放出材料の設計2012

    • Author(s)
      田部博康、都倉優、安部聡、北川進、上野隆史
    • Organizer
      第2回CSJフェスタ2012
    • Place of Presentation
      東京工業大学(東京)
    • Year and Date
      2012-10-18
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] カルボニル錯体配位蛋白質結晶を用いたガス分子放出材料の設計2012

    • Author(s)
      田部博康、都倉優、安部聡、北川進、上野隆史
    • Organizer
      第62回錯体化学会討論会
    • Place of Presentation
      富山大学(富山)
    • Year and Date
      2012-09-23
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 蛋白質結晶複合体を利用した生体ガス分子放出材料の分子設計2012

    • Author(s)
      田部博康、都倉優、安部聡、北川進、上野隆史
    • Organizer
      第6回バイオ関連化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      北海道大学(北海道)
    • Year and Date
      2012-09-08
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 蛋白質結晶への有機金属化合物集積によるガス分子放出材料の設計2012

    • Author(s)
      田部博康、北川進、上野隆史
    • Organizer
      錯体化学若手の会夏の学校2012
    • Place of Presentation
      神戸セミナーハウス(兵庫県)
    • Year and Date
      2012-08-05
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 蛋白質結晶への有機金属化合物集積によるガス分子放出材料の設計2012

    • Author(s)
      田部博康、都倉優、安部聡、北川進、上野隆史
    • Organizer
      第61回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • Year and Date
      2012-05-27
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Remarks] 研究室Webページ

    • URL

      http://www.ueno.bio.titech.acjp/

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Remarks] 研究室Webページ

    • URL

      http://www.sbchem.kyoto-u.ac.jp/kitagawa-lab/

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.ueno.bio.titech.ac.jp/index.html

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 細胞内蛋白質結晶化を利用した金属融合材料の作成2014

    • Inventor(s)
      上野隆史・田部博康
    • Industrial Property Rights Holder
      東京工業大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2014-02-25
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

URL: 

Published: 2013-04-25   Modified: 2024-03-26  

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