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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Design and validation of functional supramolecular protein assemblies

Research Project

Project/Area Number 16H04581
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

神谷 典穂  九州大学, 工学研究院, 教授 (50302766)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 若林 里衣  九州大学, 工学研究院, 助教 (60595148)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywordsタンパク質集合体 / 生体触媒 / 翻訳後修飾 / バイオコンジュゲート / 自己集合 / 固相基質 / バイオインターフェース / 薬物送達
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、タンパク質を機能ユニットとする超分子型自己集合系の構築により創発する新たな機能性を追求している。昨年度までの成果を発展させ、以下の項目について基礎検討を実施した。
まず、キチンを固相基質とする酵素分解系の構築に取り組み、西洋ワサビペルオキシダーゼによる組換えキチナーゼの超分子化と、トランスグルタミナーゼによる超分子集合体へのキチン結合能の後付けを組み合わせることで、固相基質を効果的に分解可能な人工酵素系の構築が可能なことを明らかにした。この過程において、タンパク質を超分子化する新たな生体触媒の探索も実施し、ラッカーゼによる組換えタンパク質の部位特異的多量体化と異種タンパク質集合体の調製に成功し、その成果を学術論文2編に纏めた。
次に、昨年度特許出願に至ったトランスグルタミナーゼによるタンパク質の部位特異的脂質修飾法について検討を進め、疎水性部の構造の違いにより細胞との相互作用が異なることを明らかにすると共に、培養細胞の表面を蛍光タンパク質で修飾することに成功した。これらの成果を学術論文2編に纏めた。
最後に、分担研究者の若林博士との協働の下、ペプチド自己集合系の後付け修飾を試みた。即ち、酵素の基質となるペプチドに自己集合性を付与し、これが形成する超分子集合体の表面を蛍光タンパク質で修飾することに成功した。また、部分変性させた天然タンパク質と相互作用可能な糖鎖からなる自己集合型ナノ粒子の調製法を確立し、疎水性の高い薬物をガン細胞にデリバリーするキャリアとして利用可能なことを示した。以上の成果を学術論文2編に纏めた。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (17 results)

All 2019 2018

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results) (of which Overseas: 1 results)

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

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

      Chemical Communications

      Volume: 55 Pages: 640~643

    • DOI

      10.1039/c8cc08163h

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Polymerization of Horseradish Peroxidase by a Laccase‐Catalyzed Tyrosine Coupling Reaction2019

    • Author(s)
      Permana Dani、Minamihata Kosuke、Tatsuke Tsuneyuki、Lee Jae M.、Kusakabe Takahiro、Goto Masahiro、Kamiya Noriho
    • Journal Title

      Biotechnology Journal

      Volume: - Pages: 1800531~1800531

    • DOI

      10.1002/biot.201800531

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Self-Assembled Reduced Albumin and Glycol Chitosan Nanoparticles for Paclitaxel Delivery2019

    • Author(s)
      Razi Muhamad Alif、Wakabayashi Rie、Goto Masahiro、Kamiya Noriho
    • Journal Title

      Langmuir

      Volume: 35 Pages: 2610~2618

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.8b02809

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Functional horseradish peroxidase?streptavidin chimeric proteins prepared using a silkworm-baculovirus expression system for diagnostic purposes2019

    • Author(s)
      Patmawati、Minamihata Kosuke、Tatsuke Tsuneyuki、Lee Jae Man、Kusakabe Takahiro、Kamiya Noriho
    • Journal Title

      Journal of Biotechnology

      Volume: 297 Pages: 28~31

    • DOI

      10.1016/j.jbiotec.2019.03.007

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Enzymatic cell-surface decoration with proteins using amphiphilic lipid-fused peptide substrates2019

    • Author(s)
      Takahara Mari、Wakabayashi Rie、Fujimoto Naoki、Minamihata Kosuke、Goto Masahiro、Kamiya Noriho
    • Journal Title

      Chemistry - A European Journal

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1002/chem.201900370

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Design of Lipid?Protein Conjugates Using Amphiphilic Peptide Substrates of Microbial Transglutaminase2018

    • Author(s)
      Takahara Mari、Wakabayashi Rie、Minamihata Kosuke、Goto Masahiro、Kamiya Noriho
    • Journal Title

      ACS Applied Bio Materials

      Volume: 1 Pages: 1823~1829

    • DOI

      10.1021/acsabm.8b00271

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Laccase-catalyzed bioconjugation of tyrosine-tagged functional proteins2018

    • Author(s)
      Permana Dani、Minamihata Kosuke、Goto Masahiro、Kamiya Noriho
    • Journal Title

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      Volume: 126 Pages: 559~566

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2018.05.013

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 酵素法による脂質修飾タンパク質の調製とその特性の評価2019

    • Author(s)
      駒田拓也、高原茉莉、若林里衣、後藤雅宏、神谷典穂
    • Organizer
      第21回化学工学会学生発表会(京都大会)
  • [Presentation] 酵素触媒によるペプチドタグを起点としたタンパク質ポリマー形成2019

    • Author(s)
      佐藤 崚、南畑孝介、後藤雅宏、神谷典穂
    • Organizer
      化学工学会第84年会
  • [Presentation] Engineered active zymogen of microbial transglutaminase2018

    • Author(s)
      Noriho Kamiya, Takashi Matsuzaki, Ryo Sato, Kounosuke Hayashi, Rie Wakabayashi, Kosuke Minamihata
    • Organizer
      The 15th Japan-China-Korea Joint Symposium on Enzyme Engineering
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Design of a PolyTag that affords polymerization of functional proteins2018

    • Author(s)
      R. Sato, K. Minamihata, M. Goto, N. Kamiya
    • Organizer
      The 15th Japan-China-Korea Joint Symposium on Enzyme Engineering
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 機能性タンパク質のポリマー化を目的としたPolyTagの設計2018

    • Author(s)
      佐藤崚、南畑孝介、後藤雅宏、神谷典穂
    • Organizer
      第12回バイオ関連化学シンポジウム
  • [Presentation] 架橋触媒機能を有する微生物由来トランスグルタミナーゼ前駆体の設計2018

    • Author(s)
      神谷典穂, 松崎 隆, 林浩之輔, 南畑孝介
    • Organizer
      日本生物工学会2018年度大会
  • [Presentation] 高機能性タンパク質生産における蚕利用の可能性2018

    • Author(s)
      神谷典穂
    • Organizer
      平成30年度 先端膜工学研究推進機構秋季講演会(膜工学サロン)
    • 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
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 直交型酵素触媒反応を用いた高活性キチナーゼ集合体の設計2018

    • Author(s)
      田中 悠佑、神初 弾、南畑孝介、平良東紀、神谷典穂
    • Organizer
      2018年度生物工学会九州支部大会
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 脂質化タンパク質の製造方法、及び脂質化タンパク質2019

    • Inventor(s)
      神谷典穂、高原茉莉、南畑孝介、若林里衣
    • Industrial Property Rights Holder
      神谷典穂、高原茉莉、南畑孝介、若林里衣
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      PCT/JP2019/003695
    • Overseas

URL: 

Published: 2019-12-27  

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