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Development of a new technology to convert a normal antibody into corresponding catalytic antibody

Research Project

Project/Area Number 16H02282
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Bio-related chemistry
Research InstitutionOita University

Principal Investigator

HIFUMI EMI  大分大学, 全学研究推進機構, 教授 (90254606)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 加藤 龍一  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 准教授 (50240833)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥46,150,000 (Direct Cost: ¥35,500,000、Indirect Cost: ¥10,650,000)
Fiscal Year 2019: ¥10,010,000 (Direct Cost: ¥7,700,000、Indirect Cost: ¥2,310,000)
Fiscal Year 2018: ¥10,530,000 (Direct Cost: ¥8,100,000、Indirect Cost: ¥2,430,000)
Fiscal Year 2017: ¥10,790,000 (Direct Cost: ¥8,300,000、Indirect Cost: ¥2,490,000)
Fiscal Year 2016: ¥14,820,000 (Direct Cost: ¥11,400,000、Indirect Cost: ¥3,420,000)
Keywords抗体医薬 / 抗体酵素 / 構造多様性 / アルゴリズム / 銅イオン / プロリン / 超可変領域 / 変異体 / Amyloid-beta / PD-1 / X腺結晶構造解析 / 抗体酵素変換技術 / 抗体軽鎖 / X線結晶構造解析 / 抗体 / 酵素活性 / 構造均一化 / 軽鎖定常領域 / 酵素反応 / X線化粧構造解析
Outline of Final Research Achievements

In recent years, it has been recognized that one antibody has various kinds of structures. Namely, an antibody has the structural diversity, which has important meaning regarding how to produce the bio products such as antibody drugs possessing a uniform structure. In the first half of the research, we addressed the structural diversity problem of antibodies and solved this problem by using copper ions appropriately. This review article is read by a lot of scientists and engineers in the world.
Then, in the latter half of the research period, we focused on how to make antibodies having an enzymatic action. As a result, we found the epoch-making algorism, in which the antibody light chain can be converted to the catalytic antibody by deleting Pro95 (Kabat numbering) in the hypervariable region (CDR)-3 of the antibody light chain. We also established that this can be applied as a universal technology, and we were able to achieve the goal planned initially, completely.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

タンパク質製剤に代表されるバイオ医薬品にはジェネリック医薬品は無く、バイオシミラー医薬品という。これはタンパク質では細かい構造までを含めると全く同じ製品が作れないからである。本研究で成し得た抗体の多様性構造の均一化は、特に産業上役に立つ成果である。
次いで、1975年以降、膨大な数で作製されてきたモノクローナル抗体の何割かに酵素作用を付与する画期的な手法を発見した。これは、新規な予防薬・医薬品に大きな間口を開くことになり、科学的にも産業的も大きな意義を持つ。

Report

(5 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (62 results)

All 2020 2019 2018 2017 2016

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (53 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results,  Invited: 1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] A new algorithm to convert a normal antibody into the corresponding catalytic antibody2020

    • Author(s)
      Emi Hifumi, Hiroaki Taguchi, Haruna Tsuda, Tetsuro Minagawa, Tamami Nonaka, and Taizo Uda
    • Journal Title

      Sci Adv.

      Volume: 6 Issue: 13 Pages: 6441-6441

    • DOI

      10.1126/sciadv.aay6441

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  • [Journal Article] New technologies to introduce a catalytic function into antibodies: A unique human catalytic antibody light chain showing degradation of β‐amyloid molecule along with the peptidase activity2019

    • Author(s)
      Emi Hifumi, Hiroaki Taguchi, Eiichi Toorisaka, Taizo Uda
    • Journal Title

      FASEB BioAdvances

      Volume: 1 Issue: 2 Pages: 93-104

    • DOI

      10.1096/fba.1025

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    • Author(s)
      E. Hifumi, H. Taguchi, R. Kato, M. Arakawa, Y. Katayama, T. Uda
    • Journal Title

      Antibody Engineering

      Volume: 1 Pages: 231-257

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    • Author(s)
      E. Hifumi, M. Arakawa, T. Uda
    • Journal Title

      Frontiers in Clinical Drug Research: Anti-Infectives

      Volume: 4 Pages: 28-57

    • DOI

      10.2174/9781681084879117040004

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      Yamashita, K., et al.
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      IUCrJ

      Volume: 4 Issue: 5 Pages: 639-647

    • DOI

      10.1107/s2052252517008557

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      E. Hifumi, H. Taguchi, R. Kato, T. Uda
    • Journal Title

      FASEB J

      Volume: 31 Issue: 4 Pages: 1668-1677

    • DOI

      10.1096/fj.201600819r

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      Y. Katayama, T. Ohgi, Y. Mitoma, E. Hifumi, N. egashira
    • Journal Title

      Anal Bioanal Chem

      Volume: 408 Issue: 22 Pages: 5963-5971

    • DOI

      10.1007/s00216-016-9587-8

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      Yamada, Y., Hiraki, M., Matsugaki, N., Kato, R., Senda, T.
    • Journal Title

      AIP Conf. Proc.

      Volume: 1741 Pages: 050023-050023

    • DOI

      10.1063/1.4952943

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      小林淳, 吉田尚史, 有森貴夫, 高木淳一, 一二三恵美, 宇田泰三, 加藤龍一
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      Hifumi Emi, Yuko Akiyoshi, Uda Tizo
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      Kato Ryuichi, Hiraki Masahiko, Yamada Yusuke, Tanabe Mikio, Senda Toshiya
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      津田春菜, 皆川哲郎, 野中玲実, 田口博明, 宇田泰三, 一二三恵美
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    • Inventor(s)
      一二三恵美, 宇田泰三
    • Industrial Property Rights Holder
      科学技術振興機構
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2019
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Published: 2016-04-21   Modified: 2023-03-20  

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