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抗体に代わるナノバイオデバイス構築に適した高選択性分子認識ペプチドの開発

Research Project

Project/Area Number 13J08919
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Nanomaterials/Nanobioscience
Research InstitutionSaitama University

Principal Investigator

望月 佑樹  埼玉大学, 理工学研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥2,530,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywords進化分子工学 / cDNAディスプレイ / ジスルフィドリッチペプチド / スキャフォールド / VHH / ピューロマイシン・リンカー / ペプチドアプタマー / アミノ基認識 / ファージディスプレイ
Outline of Annual Research Achievements

抗体分子は、従来、優れた分子認識分子として医薬・診断薬・研究用試薬等の多方面で利用されているが、ナノテクノロジーに用いられている各種素材との適合性に課題があり、代わりとなる分子認識分子の開発が望まれている。本研究は、優れた分子認識能を有するペプチドをデザインする戦略の確立を目指した。具体的には、人工的に複数のジスルフィド架橋を組込むことで立体構造を安定化させペプチドの分子認識能を向上させることを試みた。平成25年度には進化分子工学的技術であるcDNAディスプレイ法を用いてアミノ基認識ジスルフィドリッチペプチド(DRP)の取得に成功している。平成26年度はアミノ基認識DRP内のジスルフィド架橋により形成されるループ領域をランダム化した二次ライブラリを作製し、cDNAディスプレイ法を用いて元の配列とは全く異なる新規アミノ基認識DRP配列の取得に成功した。この結果は、進化分子工学的にde novoデザインされた分子認識DRPをスキャフォールドとして利用できる可能性を示唆するものと考えている。
また、ラクダ科動物由来の重鎖抗体の認識機能部位を取り出したVHH抗体も熱安定性が極めて高くナノテクノロジーへの適合性に優れていると考え、cDNAディスプレイ法を用いてデザインすることを試みた。その結果、低分子化合物であるアンピシリンに結合するVHH抗体を試験管内で人工的にデザインすることに成功した。加えて、基盤技術であるcDNAディスプレイ法による分子認識分子のデザインを更に効率化するために、分子認識DRPのプルダウンアッセイ法並びに候補配列の取得と結合評価の両目的に利用可能な新規ピューロマイシン・リンカーを開発した。
これらの成果により、ナノテクノロジーとの適合性が良い多様な分子認識分子の開発が促進され、革新的なナノバイオデバイスの開発につながることが期待される。

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

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2015 2014 2013

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (3 results) Patent(Industrial Property Rights) (3 results)

  • [Journal Article] Easy and rapid binding assay for functional analysis of disulfide-containing peptides by a pull-down method using a puromycin-linker and a cell-free translation system2015

    • Author(s)
      Yutaro Tanemura, Yuki Mochizuki, Shigefumi Kumachi and Naoto Nemoto
    • Journal Title

      Biology

      Volume: 4 Issue: 1 Pages: 161-172

    • DOI

      10.3390/biology4010161

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Amino group binding peptide aptamers with double disulphide-bridged loops selected by in vitro selection using cDNA display2014

    • Author(s)
      Yuki Mochizuki, Koichi Nishigaki, and Naoto Nemoto
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 50 Issue: 42 Pages: 5608-5610

    • DOI

      10.1039/c4cc00799a

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Functional Analysis of Peptide Aptamers against Survivin selected from a Novel Three-Finger Scaffold Library by cDNA Display2014

    • Author(s)
      Takeru Suzuki, Yuki Mochizuki, Yuya Yotsumoto, Miho Suzuki, Koichi, Nishigaki, Tai Kubo, and Naoto Nemoto
    • Journal Title

      Peptide Science 2013(Y. Nishiuchi and T. Theshima (Eds.))

      Pages: 175-176

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Increasing the library size in cDNA display by optimizing purification procedures2013

    • Author(s)
      Yuki Mochizuki, Shigefumi Kumachi, Koichi Nishigaki and Naoto Nemoto
    • Journal Title

      Biological Procedures Online

      Volume: 15 Issue: 1 Pages: 7-7

    • DOI

      10.1186/1480-9222-15-7

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] cDNA displayによる分子デザイン―mRNA display(in vitro virus)からcDNA displayへ―2013

    • Author(s)
      根本直人、望月佑樹、上野真吾
    • Journal Title

      生物物理

      Volume: 53 Pages: 250-253

    • NAID

      10031191846

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 試験管内選択により取得されたジスルフィドリッチペプチドアプタマーは分子認識スキャフォールドとなりうるか?2014

    • Author(s)
      望月佑樹、根本直人
    • Organizer
      第37回日本分子生物学会年会ワークショップ『人工デザインによる分子認識の最前線 ―Scaffoldを中心として―』
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県、横浜市)
    • Year and Date
      2014-11-25 – 2014-11-27
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] cDNAディスプレイ法による固相上のアミノ基認識ペプチドの探索とその分子認識機構の解析2014

    • Author(s)
      望月佑樹、西垣功一、根本直人
    • Organizer
      第52回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(北海道、札幌市)
    • Year and Date
      2014-09-25 – 2014-09-27
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] In Vitro Selection of Peptide Aptamers Against Survivin from a Novel Three-Finger Scaffold Library.2013

    • Author(s)
      Yuki Mochizuki, Yuya Yotumoto, Takeru Suzuki, Miho Suzuki, Koichi Nishigaki, Tai Kubo, and Naoto Nemoto
    • Organizer
      The 27th Annual Symposium of The Protein Society
    • Place of Presentation
      Boston, MA, USA
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 試験管内淘汰及び分子間相互作用解析のための高速光架橋型共用リンカー、そのリンカーを用いた試験管内淘汰方法、親和性測定用リンカー-タンパク質の作製方法(以下略)2015

    • Inventor(s)
      根本直人、望月佑樹
    • Industrial Property Rights Holder
      埼玉大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2015-072810
    • Filing Date
      2015-03-31
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 次世代型フラグメント抗体作製用DNAライブラリの作製方法、その方法を用いて作製されたライブラリ、及び次世代型フラグメント抗体2014

    • Inventor(s)
      望月佑樹、根本直人
    • Industrial Property Rights Holder
      埼玉大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2014-166700
    • Filing Date
      2014-08-19
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 化学架橋ペプチドの作製方法、その方法を用いて作製した化学架橋ペプチド及びそのペプチド を用いて構築した cDNA ディスプレイ法によるペプチドライブラリ2014

    • Inventor(s)
      種村裕太郎、望月佑樹、根本直人
    • Industrial Property Rights Holder
      埼玉大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2014-195274
    • Filing Date
      2014-09-25
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

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Published: 2014-01-29   Modified: 2024-03-26  

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