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Development of functional materials that work on cell surface by hetero-domain bioconjugation

Research Project

Project/Area Number 18K04855
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 27040:Biofunction and bioprocess engineering-related
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

Wakabayashi Rie  九州大学, 工学研究院, 助教 (60595148)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords自己組織化 / ペプチド / 細胞 / 自己組織化ペプチド / バイオコンジュゲーション / 酵素反応 / ハイドロゲル / 温度 / 共集合 / ドメイン / 細胞表層機能材料 / 細胞表層
Outline of Final Research Achievements

There are multiple types of membrane proteins on the cell membrane, and regulation of these proteins leads to the improvement and control of cellular functions. In this study, we aimed to develop an "integrated bioconjugation" technology that enables the integration of multiple types of biomolecules on a single structure with controlled localization of each molecule. To this end, we focused on the development of scaffold to hold biomolecules that act on membrane proteins and the functionalization method of the biomolecules. We could successfully form self-assembly structures with domain structures by designing peptide amphiphiles (PAs) with immiscible substituents in the hydrophobic part. We also showed that biomolecules can be post-modified on PA assemblies by enzymatic reactions and avidin-biotin interactions.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

細胞を用いた医療が近年注目を集めているが、そのためには、細胞機能をいかに制御するかが重要である。本研究は、細胞膜に発現する膜タンパク質への作用に焦点を当て、複数種類の膜タンパク質への同時作用が可能な細胞表層機能材料の創製を提案したものである。実際に細胞への作用を検証するには至らなかったが、本研究を進める中で、複数種類の分子からなる自己組織化材料の新たな構造制御法、および自己組織化材料への生体分子の機能化法を見出すことができた。

Report

(5 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (48 results)

All 2022 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (44 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Invited: 4 results)

  • [Journal Article] Hydrophobic immiscibility controls self-sorting or co-assembly of peptide amphiphiles2022

    • Author(s)
      Wakabayashi Rie、Imatani Rino、Katsuya Mutsuhiro、Higuchi Yuji、Noguchi Hiroshi、Kamiya Noriho、Goto Masahiro
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 58 Issue: 4 Pages: 585-588

    • DOI

      10.1039/d1cc05560g

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  • [Journal Article] pH-Responsive Self-Assembly of Designer Aromatic Peptide Amphiphiles and Enzymatic Post-Modification of Assembled Structures2021

    • Author(s)
      Wakabayashi Rie、Higuchi Ayato、Obayashi Hiroki、Goto Masahiro、Kamiya Noriho
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 22 Issue: 7 Pages: 3459-3459

    • DOI

      10.3390/ijms22073459

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Complementary interaction with peptide amphiphiles guides size-controlled assembly of small molecules for intracellular delivery2019

    • Author(s)
      Wakabayashi Rie、Obayashi Hiroki、Hashimoto Ryuichiro、Kamiya Noriho、Goto Masahiro
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 55 Issue: 49 Pages: 6997-7000

    • DOI

      10.1039/c9cc02473e

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  • [Journal Article] Designer aromatic peptide amphiphiles for self-assembly and enzymatic display of proteins with morphology control2019

    • Author(s)
      Rie Wakabayashi, Ayumi Suehiro, Masahiro Goto, Noriho Kamiya
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 55 Issue: 5 Pages: 640-643

    • DOI

      10.1039/c8cc08163h

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  • [Presentation] 酵素触媒によるペプチド自己集合材料の事後修飾2020

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  • [Presentation] 酵素反応を利用した自己組織化ペプチドの事後修飾におけるpH 依存性2020

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      樋口亜也斗、大林洋貴、若林里衣、後藤雅宏、神谷典穂
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  • [Presentation] Intracellular delivery of small molecular drugs by complementary interaction with peptide amphiphiles2019

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      H. Obayashi, R. Wakabayashi, N. Kamiya, M. Goto
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      若林里衣、勝家睦洋、今谷梨乃、神谷典穂、後藤雅宏
    • Organizer
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      大林 洋貴、若林 里衣、神谷 典穂、後藤 雅宏
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      第12回バイオ関連化学シンポジウム
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  • [Presentation] Controlled assembly of peptide amphiphiles and their application for drug delivery2018

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      Rie Wakabayashi
    • Organizer
      KIChE-SCEJ joint symposium I, Fall Symposium 2018 of KIChE
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Complemantary interaction with peptide amphiphiles guided the intracellular delivery of small molecular drugs2018

    • Author(s)
      Rie Wakabayashi, Hiroki Obayashi, Noriho Kamiya, Masahiro Goto
    • Organizer
      YABEC 2018
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      大林 洋貴、若林 里衣、神谷 典穂、後藤 雅宏
    • Organizer
      ISChE2018
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    • Author(s)
      Rie Wakabayashi
    • Organizer
      第28回 日本MRS年次大会
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      大林 洋貴、若林 里衣、神谷 典穂、後藤 雅宏
    • Organizer
      第28回 日本MRS年次大会
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Published: 2018-04-23   Modified: 2023-01-30  

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