Construction of a new reaction field by hybrid of metal complex and protein scaffold for creation of artificial metalloenzymes

• Project/Area Number: 19750152
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Chemistry related to living body
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: WADA Akira The Institute of Physical and Chemical Research, 伊藤ナノ医工学研究室, 研究員 (90443051)
• Project Period (FY): 2007 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥3,780,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2008: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2007: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
• Keywords: ペプチド / 蛋白質 / 金属錯体 / 金属酵素 / 進化分子工学 / 試験管内分子選択 / 人工金属酵素 / 試験管内分子選択システム / 蛋白質工学 / 生物無機化学

Research Abstract

金属酵素の活性中心機能を模倣する金属錯体と蛋白質の設計と合成を行うと共に、生命分子の誕生と進化の過程を人工的に再現した「試験管内分子選択・進化システム」を独自に開発した。そして、このシステムの利用により、膨大なペプチドライブラリーの中から、金属酵素様の触媒機能を発現する人工ペプチドの選択に至った。これにより、金属錯体形成・基質分子認識・触媒機能を同時に発現する人工金属ペプチド酵素の新たな創生法の確立に成功した。

Research Products

• [Journal Article] The Highly Stabilized Ribosome Display Selection of Metal Binding Peptide Aptamers (2009)
  • Author(s): Akira Wada and Yoshihiro Ito
  • Journal Title: Nucleic Acids Symp. Ser. (Oxf) (in press)
• [Journal Article] Synthesis of a Photoimmobilizable Histidine Polymer for Surface Modification (2009)
  • Author(s): Makoto Sakuragi, Saki Tsuzuki, Hirokazu Hasuda, Akira Wada, Kenji Matoba, Izumi Kubo, and Yoshihiro Ito
  • Journal Title: J. Appl. Polym. Sci. 112 Pages: 315-319
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Photo-immobilization of Biological Components on Gold-coated Chips for Measurements using Surface Plasmon Resonance (SPR) and a Quartz Crystal Microbalance (QCM) (2009)
  • Author(s): Saki Tsuzuki, Akira Wada, and Yoshihiro Ito
  • Journal Title: Biotechnol. Bioeng. 102 Pages: 700-707
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ribosome Display Selection of a Metal-binding Motif from an Artificial Peptide Library (2008)
  • Author(s): Akira Wada, Shinya Y Sawata, and Yoshihiro Ito
  • Journal Title: Biotechnol. Bioeng. 101 Pages: 1102-1107
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ribosome Display Selection of a Metal-binding Motif from an Artificial Peptide Library (2008)
  • Author(s): Akira Wada, Shinya Y Sawata, and Yoshihiro Ito
  • Journal Title: BiotechnoL Bioeng. 101 Pages: 1102-1107
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] In vitro selection of artificial metal-binding peptides using cell-free display technology with combinatorial peptide libraries (2007)
  • Author(s): Akira Wada and Yoshihiro Ito
  • Journal Title: J. Biol. Inorg. Chem. 12 Pages: 156-156
• [Journal Article] Copolymers Including L-Histidine and Hydrophobic Moiety Preparation of Nonbiofouling Surface (2007)
  • Author(s): Takeshi Ishii, Akira Wada, Saki Tsuzuki, Mario Casolaro and Yoshihiro Ito
  • Journal Title: Biomacromolecules 8 Pages: 3340-3344
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Fixation of CO_2 Hydroxozinc(II) Complex with Pyridylamino Type Ligand (2007)
  • Author(s): Syuhei Yamaguchi, Teppei Takahashi, Akira Wada, Yasuhiro Funahashi, Tomohiro Ozawa, Koichiro Jitsukawa and Hideki Masuda
  • Journal Title: Chem. Lett. 36 Pages: 842-843
  • NAID: 10019745026
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Complexes with Fe^<III>_2(μO)(μOH) Core Surrounded by Hydrogen-Bonding Interaction (2007)
  • Author(s): Yasutaka Honda, Hidekazu Arii, Takeshi Okumura, Akira Wada, Yasuhiro Funahashi, Tomohiro Ozawa, Koichiro Jitsukawa and Hideki Masuda
  • Journal Title: Bull. Chem. Soc. Jpn. 80 Pages: 1288-1295
  • NAID: 10019527332
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] "Copolymers Including L-Histidine and Hydrophobic Moiety Preparation of Nonbiofouling Surface" (2007)
  • Author(s): Takeshi Ishii, Akira Wada, Saki Tsuzuki, Mario Casolaro, and Yoshihiro Ito
  • Journal Title: Biomacromolecules 8 Pages: 3340-3344
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] "Fixation of CO_2 Hydroxozinc (II) Complex with Pyridylamino Type Ligand" (2007)
  • Author(s): Syuhei Yamaguchi, Teppei Takahashi, Akira Wada, Yasuhiro Funahashi, Tomohiro Ozawa, Koichiro Jitsukawa, and Hideki Masuda
  • Journal Title: Chem. Lett. 36 Pages: 842-843
  • NAID: 10019745026
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] "Complexes with Fe^<III>_2(μ-O)(μ-〇H) Core Surrounded by Hydrogen-Bonding Interaction" (2007)
  • Author(s): Yasutaka Honda, Hidekazu Arii, Takeski Okumura, Akira Wada, Yasuhiro Funahashi, Tomohiro Ozawa, Koichir o Jitsukawa, and Hideki Masuda
  • Journal Title: Bull. Chem. Soc. Jpn. 80 Pages: 1288-1295
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] "In vitro selection of artificial metal-binding peptides using cell-free display technology with combinatorial peptide libraries" (2007)
  • Author(s): Akira Wada, and Yoshihiro Ito
  • Journal Title: J. Biol. Inorg. Chem. 12 Pages: 156-156
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Ribosome Display Selection of Target Binding Peptides from Artificial Peptide Library (2009)
  • Author(s): Akira Wada
  • Organizer: BIT Life Sciences' 2nd annual Protein and Peptide Conference & Exhibition (PepCon-2009)
  • Place of Presentation: ソウル(韓国)
• [Presentation] リボソームディスプレイ法を利用した低分子化合物結合性ペプチドの新規選択と機能評価 (2009)
  • Author(s): 原 秀太・和田 章・栗田 公夫・伊藤 嘉浩
  • Organizer: 第58回高分子学会年次大会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場・国際展示場(神戸)
• [Presentation] 金属結合ペプチド融合蛋白質の創製と金属ナノ粒子への結合評価 (2009)
  • Author(s): 阿部 祥子・和田 章・栗田 公夫・伊藤 嘉浩
  • Organizer: 日本化学会 第89春季年会
  • Place of Presentation: 日本大学(東京)
• [Presentation] 金属結合ペプチド融合蛋白質の創製と金属ナノ粒子への結合評価 (2009)
  • Author(s): 阿部祥子・和田章・栗田公夫・伊藤嘉浩
  • Organizer: 日本化学会第89春季年会
  • Place of Presentation: 日本大学(船橋)
• [Presentation] 試験管内分子選択技術によるテイラーメイド・ペプチド創製システムの開発 (2008)
  • Author(s): 和田 章・伊藤 嘉浩
  • Organizer: 第4回ケミカルバイオロジーシンポジウム
  • Place of Presentation: 熱海(静岡)
  • Year and Date: 2008-02-07
• [Presentation] Ribosome display technology for selection of bio-functional peptides having metal-binding affinities (2008)
  • Author(s): Akira Wada and Yoshihiro Ito
  • Organizer: The IUMRS (International Union of Materials Research Societies) International Conference in Asia 2008
  • Place of Presentation: 名古屋(日本)
• [Presentation] 機能性金属ペプチドの進化分子工学的設計と創製 (2008)
  • Author(s): 和田 章・伊藤 嘉浩
  • Organizer: 第57回高分子討論会
  • Place of Presentation: 大阪市立大学(大阪)
• [Presentation] 金属酵素機能を模倣する人工ペプチドの創製 (2008)
  • Author(s): 和田 章・伊藤 嘉浩
  • Organizer: 日本ケミカルバイオロジー研究会 第3回年会
  • Place of Presentation: 学術総合センター(東京)
• [Presentation] 試験管内分子進化システムを利用した「金属ペプチド酵素」の人工創生 (2008)
  • Author(s): 和田 章・白井 晴奈・伊藤 嘉浩
  • Organizer: 日本化学会 第88春季年会
  • Place of Presentation: 立教大学(東京)
• [Presentation] 試験管内分子選択技術によるテイラーメイド・ペプチド創製システムの開発 (2008)
  • Author(s): 和田 章・伊藤 嘉浩
  • Organizer: 第4回ケミカルバイオロジーシンポジウム : 化学-生物融合領域創成の軌跡
  • Place of Presentation: 熱海(静岡)
• [Presentation] Ribosome display technology for selection of bio-functional peptides having metal-binding affinities (2008)
  • Author(s): Akira Wada, and Yoshihiro Ito
  • Organizer: The IUMRS(International Union of Materials Research Societies)-International Conference in Asia 2008
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場
• [Presentation] 機能性金属ペプチドの進化分子工学的設計と創製 (2008)
  • Author(s): 和田章・伊藤嘉浩
  • Organizer: 第57回高分子討論会
  • Place of Presentation: 大阪市立大学
• [Presentation] 金属酵素機能を模倣する人工ペプチドの創製 (2008)
  • Author(s): 和田章・伊藤嘉浩
  • Organizer: 日本ケミカルバイオロジー研究会第3回年会
  • Place of Presentation: 学術総合センター(東京)
• [Presentation] In vitro selection of artificial metal-binding peptides using cell-free display technology with combinatorial peptide libraries (2007)
  • Author(s): 和田 章・伊藤 嘉浩
  • Organizer: 13th International Conference on Biological Inorganic Chemistry
  • Place of Presentation: ウィーン(オーストリア)
  • Year and Date: 2007-07-20
• [Presentation] 光固定化技術を用いた診断用マイクロアレイ・チップ及び検出システムの開発"Development of Diagnosis System Using Micro-Array Biochips Prepared by Photo-Immobilization Method" (2007)
  • Author(s): 続 佐紀・松平 崇弘・和田 章・伊藤 嘉浩
  • Organizer: 第3回有機テクノロジー国際会議オルガテクノ2007
  • Place of Presentation: 東京ビッグサイト(東京)
  • Year and Date: 2007-07-18
• [Presentation] 生体反応場の分子設計:人工ペプチド-金属錯体の進化分子工学的創製 (2007)
  • Author(s): 和田 章・伊藤 嘉浩
  • Organizer: 「分子系物性」研究会:分子系の構造と電子状態『生物物質科学』を目指して
  • Place of Presentation: 理化学研究所(埼玉)
  • Year and Date: 2007-04-05
• [Presentation] In vitro Selection of Artificial Metal-binding Peptides using Cell-free Display Technology with Combinatorial Peptide Libraries (2007)
  • Author(s): Akira Wada and Yoshihiro Ito
  • Organizer: 13th International Conference on Biological Inorganic Chemistry
  • Place of Presentation: ウイーン(オーストリア)
• [Presentation] 生物模倣と金属機能の利用によるコンビナトリアル・バイオテクノロジーの新展開 (2007)
  • Author(s): 和田 章
  • Organizer: 第13回錯体化学若手の会 中部・東海地区勉強会
  • Place of Presentation: 名古屋工業大学(愛知)
• [Presentation] 分子認識・自己集合機能を利用した人工生体超分子の構築とバイオ技術への応用 (2007)
  • Author(s): 和田 章・伊藤 嘉浩
  • Organizer: 第56回高分子討論会
  • Place of Presentation: 名古屋工業大学(愛知)
• [Presentation] 生体反応場の分子設計 : 人工ペプチド-金属錯体の進化分子工学的創製 (2007)
  • Author(s): 和田 章・伊藤 嘉浩
  • Organizer: 「分子系物性」研究会 : 分子系の構造と電子状態 『生物物質科学』を目指して
  • Place of Presentation: 理化学研究所(埼玉)
• [Presentation] 金属錯体の機能化による人工酵素分子の構築 (2007)
  • Author(s): 和田 章
  • Organizer: 第2回バイオ医工学シンポジウム(理研シンポジウム) : Synthetic Biologyの潮流-化学進化から生物進化、そして"バイオものづくり"へ-
  • Place of Presentation: 理化学研究所(埼玉)
• [Presentation] 機能性人工ペプチドを創出する試験管内分子選択システムの新規開発 (2007)
  • Author(s): 和田 章・澤田 愼矢・続 佐紀・伊藤 嘉浩
  • Organizer: 日本化学会第87春季年会
  • Place of Presentation: 関西大学(大阪)
• [Book] 「Design and Synthesis of Biorelated Polymers by Combinatorial Bioengineering」Polymer Biocatalysis and Biomaterials II, In: H. N. Cheng and R. A. Gross eds., Chapter 13 (2008)
  • Author(s): Yoshihiro Ito, Hiroshi Abe, Akira Wada and Mingzhe Liu
  • Publisher: American Chemical Society, Washington, DC
• [Book] Design and Synthesis of Biorelated Polymers by Combinatorial Bioengineering Polymer Biocatalysis and Biomaterials II(In: H. N. Cheng and R. A. Gross eds., Washington, DC) (2008)
  • Author(s): Yoshihiro Ito, Hiroshi Abe, Akira Wada and Minezhe Liu
  • Total Pages: 22
  • Publisher: American Chemical Society
• [Book] 「抗体医薬の最前線-Frontier of Development of Antibody Medicine-」応用編19章 アプタマー医薬(植田 充美 監修) (2007)
  • Author(s): 和田 章・阿部 洋・伊藤 嘉浩
  • Publisher: シーエムシー出版
• [Book] 「抗体医薬の最前線:Frontier of Development of Antibody Medicine」応用編19章「アプタマー医薬」P213-225(植田 充美 監修) (2007)
  • Author(s): 和田 章・阿部 洋・伊藤 嘉浩
  • Total Pages: 12
  • Publisher: シーエムシー出版
• [Patent(Industrial Property Rights)] 新規ペプチドおよびその利用 (2008)
  • Inventor(s): 和田 章・伊藤 嘉浩
  • Industrial Property Rights Holder: 独立行政法人理化学研究所
  • Industrial Property Number: 2008-290053
  • Filing Date: 2008-11-12
• [Patent(Industrial Property Rights)] 亜鉛ヒドロペルオキシド錯体、過炭酸亜鉛錯体、および前記各化合物の酸化剤としての利用 (2007)
  • Inventor(s): 増田 秀樹・実川 浩一郎・和田 章
  • Industrial Property Rights Holder: 独立行政法人科学技術振興機構
  • Acquisition Date: 2007-07-20
• [Patent(Industrial Property Rights)] 新規ペプチドおよびその利用 (2007)
  • Inventor(s): 和田章・伊藤嘉浩
  • Industrial Property Rights Holder: 和田章・伊藤嘉浩
  • Industrial Property Number: 2007-298533
  • Filing Date: 2007-11-16