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Development of fragment antibody targeting system based on antigen-templated chemical reaction

Research Project

Project/Area Number 21K06453
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 47010:Pharmaceutical chemistry and drug development sciences-related
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

Akiba Hiroki  京都大学, 薬学研究科, 助教 (70739945)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords抗体 / コンジュゲート化学 / テンプレート反応 / 低分子抗体 / クリックケミストリー / 蛍光 / 抗体工学 / 抗体薬物複合体
Outline of Research at the Start

本研究では、従来の抗体低分子化技術の欠点である、結合能と安定性の両立の難しさに対して、有機化学を利用した分子連結デザインを組み込むことによって、「投与時には安定なFab(低分子抗体)であり、標的上で強固な多価結合を示す分子に変換される」システムを構築する。従来抗体の標的とならなかった分子に対する、新たな医薬品を設計する基礎技術としての発展が期待される。

Outline of Final Research Achievements

In this study, we developed biepitopic antigen-templated chemical reaction (BATER) as a novel kind of templated chemistry. Two antibody fragments binding two different epitopes of the antigen are conjugated with a pair of chemical groups that react and form covalent bonds between them. On binding of two antibody fragments to the antigen, two reacting groups are in proximity and the covalent bond formation occurs. Through this process, monovalent antibody fragments are turned into bivalent molecule with strong interaction. The reaction was proven by fluorogenic click chemistry.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の成果として新たに開発された抗原テンプレート反応は、当初目的とした低分子化抗体ターゲティングシステムの基盤技術としてさらなる開発を進めることで、従来抗体とは異なる特性を示す抗原結合モダリティの実用化につながる。このほかにも抗原分子上に結合した抗体表面での化学反応というシステムを、薬剤送達や抗原検出など多様な応用につなげることで、抗体が従来、医薬や生物科学に利用されてきた領域をさらに広げることができる。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (13 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Development of a 1:1-binding biparatopic anti-TNFR2 antagonist by reducing signaling activity through epitope selection2023

    • Author(s)
      Akiba Hiroki、Fujita Junso、Ise Tomoko、Nishiyama Kentaro、Miyata Tomoko、Kato Takayuki、Namba Keiichi、Ohno Hiroaki、Kamada Haruhiko、Nagata Satoshi、Tsumoto Kouhei
    • Journal Title

      Communications Biology

      Volume: 6 Issue: 1 Pages: 987-987

    • DOI

      10.1038/s42003-023-05326-8

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A Proximity‐Induced Fluorogenic Reaction Triggered by Antibody?Antigen Interactions with Adjacent Epitopes2023

    • Author(s)
      Nishiyama Kentaro、Akiba Hiroki、Nagata Satoshi、Tsumoto Kouhei、Kamada Haruhiko、Ohno Hiroaki
    • Journal Title

      Angewandte Chemie International Edition

      Volume: 62 Issue: 30

    • DOI

      10.1002/anie.202306431

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 基礎研究と実用化研究のあいだに2023

    • Author(s)
      秋葉宏樹
    • Organizer
      第3回蛋白質科学会若手の会研究交流会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] PEG リンカーの伸長による抗原テンプレート反応の促進2023

    • Author(s)
      西山健太郎、秋葉 宏樹、永田 諭志、津本 浩平、鎌田 春彦、大野 浩章
    • Organizer
      第17回バイオ関連化学シンポジウム
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 1:1結合型バイパラトピック抗体の創出と利用2023

    • Author(s)
      秋葉宏樹、大槻拓也、藤田純三、伊勢知子、永田諭志、津本浩平、難波啓一、鎌田春彦、大野浩章
    • Organizer
      第17回バイオ関連化学シンポジウム
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 1:1結合型バイパラトピック抗体によるTNFR2アンタゴニストの開発2023

    • Author(s)
      秋葉宏樹、藤田純三、伊勢知子、西山健太郎、宮田知子、加藤貴之、難波啓一、大野浩章、鎌田春彦、永田諭志、津本浩平
    • Organizer
      第2回日本抗体学会学術集会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 立体構造情報に基づいた抗原テンプレート反応の開発2023

    • Author(s)
      秋葉宏樹、西山健太郎、永田諭志、津本浩平、鎌田春彦、大野浩章
    • Organizer
      日本化学会第104春季年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 1:1結合型バイパラトピック抗体による機能開拓2023

    • Author(s)
      秋葉宏樹
    • Organizer
      日本薬学会第144年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 抗原テンプレート反応を利用するための抗体選択の戦略2023

    • Author(s)
      西山健太郎、秋葉宏樹、鎌田春彦、大野浩章
    • Organizer
      日本薬学会第144年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 抗 TNFR2バイパラトピックアンタゴニスト抗体の特性解析2023

    • Author(s)
      秋葉宏樹、藤田純三、伊勢知子、西山健太郎、宮田知子、加藤貴之、難波啓一、大野浩章、鎌田春彦、永田諭志、津本浩平
    • Organizer
      日本薬学会第143年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 近接する抗体エピトープを蛍光により可視化する技術の開発2022

    • Author(s)
      秋葉宏樹、西山健太郎、永田諭志、津本浩平、鎌田春彦、大野浩章
    • Organizer
      日本分子イメージング学会第16回学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Fluorogenic click reactionを用いた抗原上でのバイパラトピック抗体形成の可視化2022

    • Author(s)
      西山健太郎、秋葉 宏樹、永田 諭志、津本 浩平、鎌田 春彦、大野 浩章
    • Organizer
      日本ケミカルバイオロジー学会 第16回年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 抗体抗原間の相互作用により加速されるひずみ解消型Click反応2022

    • Author(s)
      西山健太郎、秋葉 宏樹、永田 諭志、津本 浩平、鎌田 春彦、大野 浩章
    • Organizer
      第16回バイオ関連化学シンポジウム
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] クリックケミストリーによるTNFR2分子上での蛍光性バイパラトピック抗体の形成2022

    • Author(s)
      西山健太郎、秋葉宏樹、永田諭志、津本浩平、鎌田春彦、大野浩章
    • Organizer
      日本薬学会第142年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Visualization of Antigen Binding on DNA Origami Using Atomic Force Microscopy2021

    • Author(s)
      Yuki Minamide, Kentaro Nishiyama, Tomoya Niki, Hiroki Akiba, Satoshi Nagata, Haruhiko Kamada, Hiroaki Ohno, Akinori Kuzuya
    • Organizer
      CBI学会2021年大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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