• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2021 Fiscal Year Annual Research Report

Development of kinetics-controlling molecules for construction of asymmetric structures

Planned Research

Project AreaKinetics-Driven Supramolecular Chemistry
Project/Area Number 21H05096
Research InstitutionTokyo University of Agriculture and Technology

Principal Investigator

村岡 貴博  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70509132)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 馬渕 拓哉  東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (10795610)
Project Period (FY) 2021-08-23 – 2024-03-31
Keywords遅延制御 / 超分子化学 / タンパク質 / フォールディング / ミスフォールディング
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、生体における非対称形構築の中心的かつ普遍的な速度論支配の制御方法「遅延制御」の化学的再構築を目的とする。細胞におけるタンパク質フォールディングに関わる遅延制御分子、遅延制御分子集合体の模倣分子システムを開発し、三次・ 四次構造タンパク質の効率的なフォールディングを実現する。細胞内では、1つのタンパク質分子のフォールディングに、複数のシャペロン酵素やジスルフィド結合交換触媒酵素が協同作用していることが示されている。フォールディング反応初期の大まかなポリペプチド鎖折りたたみを促すものの、天然構造形成を遅延させる酵素と、フォールディング反応後期の精緻な折りたたみを促すものの連動がその典型例である。2021年度では、これらフォールディング反応初期と後期に作用する酵素に対応する機能を示す人工模倣分子の開発を行った。ジスルフィド結合交換触媒酵素は、酸化還元反応を担うシステイン残基が活性中心である。その周辺構造や酵素分子全体の運動性の違いによって、大まかな折りたたみと精緻な折りたたみなど、その機能特性が制御されている。この酵素分子の構造と機能の関係から着想し、酸化還元活性を持つチオール基を有し、その周辺構造の異なる複数の化合物を開発した。その内、特に立体的な混雑さが異なるチオール化合物同士で、大まかな折りたたみと精緻な折りたたみを促す対照的な効果を見出した。その機能は、チオール基の化学的な反応性の違いで説明することができた。本成果は、細胞内で見られる遅延制御システムを再現し、効率的なタンパク質フォールディング促進を可能にする人工分子システム構築につながる基盤と位置づけられる。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

当初計画では、2021年度は、遅延制御機構を有する人工分子の開発を計画していた。これまでに、その実現のみならず、遅延プロセス後にフォールディングを促進する多段階反応を可能にする人工分子の開発にも成功し、遅延制御分子連動システムの構築につながる基盤成果を得ることができた。これは当初計画を上回る進展であり、従って当初の計画以上に進展していると評価した。

Strategy for Future Research Activity

2021年度に構築した分子連動システムの基盤要素を組み合わせることで、効果的な連動反応を実現し、従来系よりも高い効率でタンパク質フォールディングを促進する技術の構築を目指す。

  • Research Products

    (34 results)

All 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (27 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 4 results) Remarks (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Int'l Joint Research] 台湾国立交通大学(その他の国・地域(台湾))

    • Country Name
      その他の国・地域
    • Counterpart Institution
      台湾国立交通大学
  • [Int'l Joint Research] KBSI(韓国)

    • Country Name
      KOREA (REP. OF KOREA)
    • Counterpart Institution
      KBSI
  • [Journal Article] Stabilization of bicelles using metal-binding peptide for extended blood circulation2022

    • Author(s)
      Takagi Yuichiro、Uchida Noriyuki、Anraku Yasutaka、Muraoka Takahiro
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 58 Pages: -

    • DOI

      10.1039/D2CC01058E

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Efficient protein incorporation and release by a jigsaw-shaped self-assembling peptide hydrogel for injured brain regeneration2021

    • Author(s)
      Yaguchi Atsuya、Oshikawa Mio、Watanabe Go、Hiramatsu Hirotsugu、Uchida Noriyuki、Hara Chikako、Kaneko Naoko、Sawamoto Kazunobu、Muraoka Takahiro、Ajioka Itsuki
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 12 Pages: 6623

    • DOI

      10.1038/s41467-021-26896-3

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 自己集合性ペプチドを用いた神経組織再生2022

    • Author(s)
      村岡貴博
    • Organizer
      第3回タタバイオ分子クラブ
    • Invited
  • [Presentation] リン脂質膜変形分子素子の開発(2): チューブ状リン脂質膜の形成を誘導するCaRLペプチドの設計と応用2022

    • Author(s)
      河北杏樹、内田紀之、村岡貴博
    • Organizer
      日本化学会 第102春季大会(2022)
  • [Presentation] 凝集抑制効果を併せ持った酸化的タンパク質フォールディング促進剤の開発2022

    • Author(s)
      野尻涼矢、村岡貴博
    • Organizer
      日本化学会 第102春季大会(2022)
  • [Presentation] 液液相分離を利用した酸化的タンパク質フォールディング操作2022

    • Author(s)
      三浦恵理香・奥村正樹・村岡貴博
    • Organizer
      日本化学会 第102春季大会(2022)
  • [Presentation] 芳香族化合物による酸化的タンパク質フォールディング促進効果2022

    • Author(s)
      松本 陽佑、松﨑元紀、稲葉謙次、奥村正樹、村岡貴博
    • Organizer
      日本化学会 第102春季大会(2022)
  • [Presentation] 酸化的タンパク質フォールディングを操作するポリカチオン化合物の開発2022

    • Author(s)
      西野隼人、三宅亮介、村岡 貴博
    • Organizer
      日本化学会 第102春季大会(2022)
  • [Presentation] 高次構造転移特性を有するヒドロゲル化ペプチドの開発と組織再生への応用2022

    • Author(s)
      矢口敦也、平松弘嗣、味岡逸樹、村岡貴博
    • Organizer
      日本化学会 第102春季大会(2022)
  • [Presentation] 生体酵素模倣を指向したタンパク質酸化的フォールディング促進剤の開発2022

    • Author(s)
      岡田隼輔、奥村正樹、村岡貴博
    • Organizer
      日本化学会 第102春季大会(2022)
  • [Presentation] リン脂質膜変形分子素子の開発(1):光応答性両親媒性分子を用いたエンドサイトーシス様ベシクル分裂2022

    • Author(s)
      内田紀之・村岡貴博
    • Organizer
      日本化学会 第102春季大会(2022)
  • [Presentation] 巨大生体高分子の高効率封入を可能にする光応答性エンドサイトーシスの実現とin vivoファージディスプレイ法への応用2022

    • Author(s)
      内田紀之、松原輝彦、佐藤智典、安楽泰孝、村岡貴博
    • Organizer
      日本薬学会第142年会
  • [Presentation] 生きた細胞膜で機能する人工イオンチャネル2021

    • Author(s)
      村岡貴博
    • Organizer
      第6回ABC-InFO
    • Invited
  • [Presentation] 合成化学アプローチによるジスルフィド結合異性化酵素の模倣2021

    • Author(s)
      村岡貴博
    • Organizer
      第44回 日本分子生物学会年会
    • Invited
  • [Presentation] Glycine Substitution Effects on Supramolecular Morphology and Thermal Response of Self-Assembling Peptides2021

    • Author(s)
      村岡貴博
    • Organizer
      Pacifichem 2021
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] リン脂質膜上での分子集合によって誘導される膜変形現象2021

    • Author(s)
      河北杏樹、内田紀之、村岡貴博
    • Organizer
      第15回バイオ関連化学シンポジウム
  • [Presentation] VEGFを徐放する超分子ペプチドの開発と亜急性期脳梗塞の再生治療2021

    • Author(s)
      味岡逸樹、矢口敦也、押川 未央、渡辺豪、村岡貴博
    • Organizer
      第43回日本バイオマテリアル学会大会
  • [Presentation] 粘弾性を調節した超分子ペプチドゲルの開発と脳梗塞の再生治療2021

    • Author(s)
      味岡 逸樹、村岡 貴博、渡辺豪
    • Organizer
      第44回 日本分子生物学会
  • [Presentation] タンパク質酸化的フォールディングを促進する低分子化合物の官能基配置効果2021

    • Author(s)
      岡田隼輔、松﨑元紀、稲葉謙次、奥村正樹、村岡貴博
    • Organizer
      第15回バイオ関連化学シンポジウム
  • [Presentation] 分子中央部へのアルキレン鎖導入によるペプチド集積化と生物学的機能化2021

    • Author(s)
      矢口敦也、平松弘嗣、味岡逸樹、村岡貴博
    • Organizer
      第15回バイオ関連化学シンポジウム
  • [Presentation] 高次構造転移し超分子ゲルを形成する新規自己集合性ペプチドの開発と応用2021

    • Author(s)
      矢口敦也、平松弘嗣、味岡逸樹、村岡貴博
    • Organizer
      第11回CSJ化学フェスタ2021
  • [Presentation] タンパク質酸化的フォールディングを促進するチオール化合物の分子骨格効果2021

    • Author(s)
      岡田隼輔、松﨑元紀、稲葉謙次、奥村正樹、村岡貴博
    • Organizer
      第11回CSJ化学フェスタ2021
  • [Presentation] リン脂質膜上での分子集合によって誘導されるチューブ膜変形現象2021

    • Author(s)
      河北杏樹、内田紀之、村岡貴博
    • Organizer
      第11回CSJ化学フェスタ2021
  • [Presentation] 二次構造転移を伴う自己集合性ペプチドの開発とゲル形成特性2021

    • Author(s)
      付若瀛、内田紀之、村岡貴博
    • Organizer
      第11回CSJ化学フェスタ2021
  • [Presentation] 光膜変形を駆動する両親媒性分子の開発2021

    • Author(s)
      解田優奈、内田紀之、村岡貴博
    • Organizer
      第11回CSJ化学フェスタ2021
  • [Presentation] Membrane Deformation Induced by Self-assembly of Synthetic Lipids on Phospholipid Bilayer2021

    • Author(s)
      Anju Kawakita, Noriyuki Uchida, Takahiro Muraoka
    • Organizer
      Pacifichem 2021
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effects of redox-active compounds with aromatic units for promotion of oxidative protein folding2021

    • Author(s)
      Yosuke Matsumoto, Motonori Matsusaki, Masaki Okumura, Kenji Inaba, Takahiro Muraoka
    • Organizer
      Pacifichem 2021
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of synthetic amphiphilic peptides with bio-functions and stimuli-responses2021

    • Author(s)
      Atsuya Yaguchi, Hirotsugu Hiramatsu, Mio Oshikawa, Itsuki Ajioka, Takahiro Muraoka
    • Organizer
      Pacifichem 2021
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Redox-active Synthetic Molecules for Promotion of Oxidative Protein Folding2021

    • Author(s)
      Shunsuke Okada, Motonori Matsusaki, Kenji Inaba, Masaki Okumura, Takahiro Muraoka
    • Organizer
      Pacifichem 2021
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 遅延制御超分子化学ホームページ

    • URL

      https://web.tohoku.ac.jp/KineticControl/

  • [Remarks] 東京農工大学村岡研究室ホームページ

    • URL

      https://www.muraoka-lab.com

  • [Patent(Industrial Property Rights)] アゾベンゼン構造を有する化合物、ベシクル及びベシクルの構造制御方法2021

    • Inventor(s)
      村岡貴博、内田紀之、笠勇之介
    • Industrial Property Rights Holder
      東京農工大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2021-077870

URL: 

Published: 2022-12-28  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi