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Development of heme oxygenase-1-based heme sensor for quantifying free heme in biological samples

Research Project

Project/Area Number 15K01825
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Chemical biology
Research InstitutionKyushu Institute of Technology

Principal Investigator

Sakamoto Hiroshi  九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 教授 (70309748)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 平 順一  九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 助教 (20549612)
小松 英幸  九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 准教授 (90253567)
Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha) SUEDA Shinji  九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 教授 (00325581)
HIGASHIMOTO Yuichiro  久留米大学, 医学部, 教授 (40352124)
MORIMATSU Hiroshi  岡山大学, 医学部, 教授 (30379797)
SHIMIZU Hiroko  岡山大学, 医学部, 客員研究員 (80423284)
CHIKAZAWA Seishiro  北里大学, 獣医学部, 助教 (80566547)
SUGAI Manabu  福井大学, 医学部, 教授 (90303891)
Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2015: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywordsヘム / センサー / 生体分子 / 酵素 / 計測 / 分析科学 / 定量
Outline of Final Research Achievements

Free heme, the protein-unbound form of heme, participates in a number of physiological events as both a regulatory molecule and a prooxidant species. We previously developed a method for quantifying free heme using fluorescently labeled rat heme oxygenase-1 as a heme sensor. However, quantification of free heme in rat liver microsomal fraction was disturbed by non-specific adhesion of free heme to biomolecules in the sample. To resolve the issue, we investigated the effects of several surfactants on the heme quantification. We also prepared six fluorescent protein-fused rHO-1s and characterized their heme-sensing properties. Among them, three fluorescent protein fusions linked to the N terminus of rHO-1 showed a stoichiometric fluorescent response during titration with heme. Further characterization for intracellular heme detection was performed.

Report

(4 results)
  • 2017 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2016 Research-status Report
  • 2015 Research-status Report
  • Research Products

    (32 results)

All 2018 2017 2016 2015 Other

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (25 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Book (2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] In silico structure-based drug screening of novel antimycobacterial pharmacophores by DOCK-GOLD tandem screening2017

    • Author(s)
      Aoki Shunsuke、Taira Junichi、Ito Takashi、Nakatani Hitomi、Umei Tomohiro、Baba Hiroki、Kawashima Shotaro、Maruoka Taira、Komatsu Hideyuki、Sakamoto Hiroshi
    • Journal Title

      The International Journal of Mycobacteriology

      Volume: 6 Issue: 2 Pages: 142-142

    • DOI

      10.4103/ijmy.ijmy_24_17

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Phosphorylation of clustered serine residues in the N-terminus of BPS domain negatively regulates formation of the complex between human Grb14 and insulin receptor.2017

    • Author(s)
      1.J. Taira, Y. Kida, K. Inatomi, H. Komatsu, Y. Higashimoto, H. Sakamoto.
    • Journal Title

      J. Biochemistry

      Volume: 印刷中 Pages: 113-122

    • DOI

      10.1093/jb/mvx007

    • NAID

      40021299788

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Identification of a novel class of small compounds with anti-tuberculosis activity by in silico structure-based drug screening2017

    • Author(s)
      Taira Junichi、Morita Koji、Kawashima Shotaro、Umei Tomohiro、Baba Hiroki、Maruoka Taira、Komatsu Hideyuki、Sakamoto Hiroshi、Sacchettini James C、Aoki Shunsuke
    • Journal Title

      The Journal of Antibiotics

      Volume: 70 Issue: 11 Pages: 1057-1064

    • DOI

      10.1038/ja.2017.106

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Improvement of heme oxygenase-1-based heme sensor for quantifying free heme in biological samples2015

    • Author(s)
      Junichi Taira, Yukinori Nakashima, Shun Yoshihara, Shinya Koga, Shinji Sueda, Hideyuki Komatsu, Yuichiro Higashimoto, Toru Takahashi, Nohito Tanioka, Hiroko Shimizu, Hiroshi Morimatsu, Hiroshi Sakamoto
    • Journal Title

      Analytical Biochemistry

      Volume: 489 Pages: 50-52

    • DOI

      10.1016/j.ab.2015.08.004

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    • Author(s)
      相良達哉, 平 順一, 杉島正一, 小松英幸, 坂本 寛
    • Organizer
      平成29年度日本生化学会九州支部例会
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      平成29年度日本生化学会九州支部例会
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      吉田圭佑, 平 順一, 小松英幸, 坂本 寛
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      松田和也, 平 順一, 小松英幸, 坂本 寛
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      第54回化学関連支部合同九州大会・外国人研究者交流国際シンポジウム
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      松本準, 平 順一, 小松英幸, 坂本 寛
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      第54回化学関連支部合同九州大会・外国人研究者交流国際シンポジウム
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      平 順一, 中島音海, 小松英幸, 坂本 寛
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      Junichi Taira, Otomi Nakashima, Hideyuki Komatsu, Hiroshi Sakamoto
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      第54回ペプチド討論会
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  • [Presentation] 細胞内の遊離ヘムの定量に向けたタンパク質性バイオプローブの開発2017

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      中島音海, 平順一, 松田祥子, 小松英幸, 坂本寛
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      2017年度生命科学系学会合同年次大会(第90回日本生化学会大会)
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  • [Presentation] ヘム定量における非特異的に吸着したヘムの遊離処理法の検討2017

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      吉村崇志, 中島幸徳, 平 順一, 小松英幸, 谷岡野人, 清水裕子, 森松 博, 坂本寛
    • Organizer
      2017年度生命科学系学会合同年次大会(第90回日本生化学会大会)
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  • [Presentation] GSK-3はGrb14のBPSドメインのリン酸化を介してインスリン受容体とGrb14の複合体形成に関与する2017

    • Author(s)
      平順一, 吉田圭佑, 稲富孝平, 小松英幸, 坂本寛
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      2017年度生命科学系学会合同年次大会(第90回日本生化学会大会)
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  • [Presentation] ラット肝ミクロソーム中のヘム定量における非特異的ヘム吸着とその遊離処理の検討2016

    • Author(s)
      12.吉村崇志, 中島幸徳, 平 順一, 小松英幸, 谷岡野人, 清水裕子, 森松 博, 坂本 寛
    • Organizer
      第23回日本生物工学会九州支部飯塚大会
    • Place of Presentation
      九州工業大学飯塚キャンパス, 飯塚市
    • Year and Date
      2016-12-03
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  • [Presentation] 細胞内ヘム動態の検出に向けた新規バイオプローブの開発2016

    • Author(s)
      中島音海, 平 順一, 小松英幸, 末田慎二, 坂本 寛
    • Organizer
      第23回日本生物工学会九州支部飯塚大会
    • Place of Presentation
      九州工業大学飯塚キャンパス, 飯塚市
    • Year and Date
      2016-12-03
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] Phosphorylation of Serine Residues in Grb14 BPS Domain Involves in the Complex Forming of Grb14 with Insulin Receptor2016

    • Author(s)
      平 順一, 稲富孝平, 小松英幸, 坂本 寛
    • Organizer
      第53回ペプチド討論会
    • Place of Presentation
      京都テルサ, 京都市
    • Year and Date
      2016-10-26
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  • [Presentation] Effect of Surfactants on Quantification of Heme in Biological Samples Using Heme Sensor Based on Fluorescently Labeled Heme Oxygenase-12016

    • Author(s)
      吉村崇志, 中島幸徳, 平 順一, 小松英幸, 谷岡野人, 清水裕子, 森松 博, 坂本 寛
    • Organizer
      第53回ペプチド討論会
    • Place of Presentation
      京都テルサ, 京都市
    • Year and Date
      2016-10-26
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  • [Presentation] Development of Fluorescence Protein Fused Heme Oxygenase-1 as Intracellular Free Heme Detection Probe2016

    • Author(s)
      中島音海, 平 順一, 小松英幸, 末田慎二, 坂本 寛
    • Organizer
      第53回ペプチド討論会
    • Place of Presentation
      京都テルサ, 京都市
    • Year and Date
      2016-10-26
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  • [Presentation] GSK-3によるインスリンシグナル抑制因子Grb14のBPSドメインのリン酸化はインスリン受容体との複合体形成に影響する2016

    • Author(s)
      平 順一, 東元祐一郎, 小松英幸, 坂本 寛
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      第40回タンパク質の構造と機能に関する九州シンポジウム
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      指宿ベイテラス, 指宿市
    • Year and Date
      2016-08-26
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  • [Presentation] ヘム特異的センサーを利用した生体サンプル中の非特異的に吸着したヘムの定量2016

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      吉村崇志, 中島幸徳, 平 順一, 小松英幸, 末田慎二, 谷岡野人, 清水裕子, 森松博史, 坂本 寛
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      第53回化学関連支部合同九州大会
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      北九州国際会議場, 北九州市
    • Year and Date
      2016-07-02
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  • [Presentation] ヘムオキシゲナーゼ-1とシトクロムP450還元酵素の相互作用の超遠心解析2016

    • Author(s)
      相良達哉, 平 順一, 杉島正一, 小松英幸, 坂本寛
    • Organizer
      第53回化学関連支部合同九州大会
    • Place of Presentation
      北九州国際会議場, 北九州市
    • Year and Date
      2016-07-02
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  • [Presentation] 細胞内遊離ヘム検出における蛍光蛋白質融合型heme oxygenase-1の評価2016

    • Author(s)
      中島音海, 平 順一, 小松英幸, 末田慎二, 坂本 寛
    • Organizer
      第53回化学関連支部合同九州大会
    • Place of Presentation
      北九州国際会議場, 北九州市
    • Year and Date
      2016-07-02
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  • [Presentation] NADPH- シトクロムP450 還元酵素からヘムオキシゲナーゼへの電子移動反応の生化学的検討2016

    • Author(s)
      杉島正一, 平 順一, 佐藤秀明, 野口正人, 山本 健, 坂本 寛
    • Organizer
      第16回日本蛋白質学会年会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場, 福岡市
    • Year and Date
      2016-06-07
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  • [Presentation] 生体サンプル中のヘム定量における非特異結合型ヘム遊離処理の検討2016

    • Author(s)
      吉村崇志, 中島幸徳, 平 順一, 小松英幸, 末田慎二, 谷岡野人, 清水裕子, 森松博史, 坂本 寛
    • Organizer
      平成28年度日本生化学会九州支部例会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学郡元キャンパス, 鹿児島市
    • Year and Date
      2016-05-14
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  • [Presentation] 蛍光蛋白質融合型heme oxygenase-1の発現・精製とヘムセンサーとしての応用に向けた検討2016

    • Author(s)
      中島音海, 平 順一, 小松英幸, 末田慎二, 坂本 寛
    • Organizer
      平成28年度日本生化学会九州支部例会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学郡元キャンパス, 鹿児島市
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  • [Presentation] Quantification of free heme by using a sensor based on fluorescently labeled heme oxygenase-12015

    • Author(s)
      Shinya Koga, Yukinori Nakashima, Yuichiro Higashimoto, Shinji Sueda, Hideyuki Komatsu, Junichi Taira, Hiroshi Sakamoto
    • Organizer
      2015 環太平洋国際化学会議(PACIFICHEM 2015)
    • Place of Presentation
      ホノルル,ハワイ(米国)
    • Year and Date
      2015-12-15
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ヘムオキシゲナーゼ-1を基盤としたヘムセンサーによる生体試料中の遊離ヘムの定量2015

    • Author(s)
      平 順一、中島幸徳、義原 俊、古賀真也、末田慎二、小松英幸、 東元祐一郎、坂本 寛
    • Organizer
      日本生化学会九州支部例会
    • Place of Presentation
      九州大学箱崎キャンパス,福岡
    • Year and Date
      2015-05-16
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  • [Book] PEPTIDE SCIENCE 20172018

    • Author(s)
      Ikuo Fujii (Editor)
    • Total Pages
      231
    • Publisher
      The Japanese Peptide Society
    • ISBN
      9784931541184
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  • [Book] ライフサイエンスのための化学2016

    • Author(s)
      安藤祥司, 熊本栄一, 坂本 寛, 弟子丸正伸
    • Total Pages
      205
    • Publisher
      化学同人
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  • [Remarks] 坂本寛研究室ホームページ

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Published: 2015-04-16   Modified: 2019-03-29  

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