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2007 Fiscal Year Annual Research Report

アルギニンの凝集抑制効果に基づく次世代蛋白質可溶化・調製システムの開発

Research Project

Project/Area Number 17360393
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

津本 浩平  The University of Tokyo, 大学院・新領域創成科学研究科, 准教授 (90271866)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 梅津 光央  東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (70333846)
Keywords蛋白質 / バイオテクノロジー / 生体分子 / 生物・生体工学 / 溶媒・添加剤
Research Abstract

新規な蛋白質可溶化,調製法確立への,アミノ酸とその誘導体導入の具体的展開をさらに強固なものとするために,アルギニンとその誘導体の持つ蛋白質凝集抑制に関する作用機序の解明ならびに凝集体可溶化メカニズムへのアプローチについて,以下の2つの観点から研究を進めた。1)密度計を用いた溶解度測定によるL-アルギニン誘導体と各種アミノ酸,ペプチド結合との親和性の測定から,誘導体の性質によって,目的の機能向上が可能になることを示した。2)2種類の蛋白質のL-アルギニン存在下における結晶構造解析から,アルギニンが水和構造安定化に大きく寄与すること,蛋白質の高次構造にその作用機序が強く依存することを示した。
L-アルギニンとその誘導体を用いた蛋白質の可溶化:シグナル伝達系蛋白質数種類について,L-アルギニンとその誘導体を用いて発現した封入体の可溶化を試み,アルギニンの有用性を示すことができた。各種熱量測定からその安定性,機能の記述に成功した。以上の結果から,アルギニンとその誘導体を用いた蛋白質の可溶化法を確立した。
各種Chromatographyへの具体的展開:ゲルろ過(GPC),疎水的相互作用クロマトグラフィー(HIC),イオン交換クロマトグラフィー(IEX),色素親和性クロマトグラフィー(Dye),抗体を中心とした各種親和性クロマトグラフィーにおいて展開溶媒としてのアルギニンの有用性を確固たるものにした。
以上の結果から,アルギニンの持つ特殊な化学構造(グアニジウム基とアミノ酸)をたくみに利用することにより,蛋白質表面構造への作用機序を変化させ,汎用性の高い蛋白質ハンドリングに適用可能であることを示し,解析が困難な蛋白質に対する可溶化,調製システムの基盤を築くことができた。

  • Research Products

    (58 results)

All 2008 2007

All Journal Article (27 results) (of which Peer Reviewed: 25 results) Presentation (30 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Thermodynamic consequences of mutations in vemier zone residues of a humanized anti-human epidermal growth factor receptor murine antibody,5282008

    • Author(s)
      Makabe, et. al.
    • Journal Title

      J Biol Chem 83

      Pages: 1156-1166

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Grafting of material-binding function into antibodies Functionalization by peptide grafting2008

    • Author(s)
      Hattori, et. al.
    • Journal Title

      Biochem Biophys Res Commun 365

      Pages: 751-757

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Critical contribution of VH-VL interaction to reshaping of an antibody:the case of humanization of anti-lysozyme antibody,HyHEL-102008

    • Author(s)
      Nakanishi, et. al.
    • Journal Title

      Protein Sci 17

      Pages: 261-270

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Critical contribution of aromatic rings to specific recognition of polyether rings:The case of ciguatoxin CTX3C-ABC and its specific antibody IC492008

    • Author(s)
      Tsumoto, et. al.
    • Journal Title

      J Biol Chem (掲載確定)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A helical string of alternately connected three-helix bundles for the cell wall-associated adhesion protein Ebh from Stahylococcus aureus2008

    • Author(s)
      Tanaka, et. al.
    • Journal Title

      Structure 16

      Pages: 488-496

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Thermodynamic analysis reveals that GTP binding affects the interaction between the alpha-and gamma-subunits of translation initiation factor 22008

    • Author(s)
      Nakakido, et. al.
    • Journal Title

      Bibehem Biophys Res Commun (掲載確定)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of an amyloidogenic sequence attached to yellow fluorescent protein2008

    • Author(s)
      Hamada, et. al.
    • Journal Title

      Proteins Struet.Funct.Bioinfor (掲載確定)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Expression.Purification,Crystallization,and Primary Diffraction Analysis of CapF,a Capsular Polysaccharide Synthesis Enzyme from Stapdylococcus aureus2008

    • Author(s)
      Miyafusa, et. al.
    • Journal Title

      Acta Crystallogr.F (掲載確定)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] How Protein Recognizes Ladder-like Polycyclic Ethers:Interactions between Ciguatoxin(CTX3C)Fragments and Its specific antibody 10C92008

    • Author(s)
      Ui, et. al.
    • Journal Title

      J.Biol.Chem (掲載確定)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] クロマトグラフィーにおける溶媒制御2008

    • Author(s)
      Arakawa, et. al.
    • Journal Title

      生化学 80

      Pages: 45-51

  • [Journal Article] アミノ酸を利用したクロマトグラフィー2008

    • Author(s)
      工藤、津本
    • Journal Title

      月刊バイオテクノロジー (掲載確定)

  • [Journal Article] Effects of acid exposure on the conformation,stability,and aggregation of monoclonal antibodies2007

    • Author(s)
      Ejima, et. al.
    • Journal Title

      Proteins:Strueture, Function, and Bioinformatics 66

      Pages: 954-962

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structural consequences of mutations in interfacial Tyr residues of a protein antigen-antibody complex:The case of HyHEL-10-HEL2007

    • Author(s)
      Shiroishi, et. al.
    • Journal Title

      J.Biol.Chem 282

      Pages: 6783-6791

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Human Antibody Fragment with High Affinity for Biodegradable Polymer Film2007

    • Author(s)
      Watanabe, et. al.
    • Journal Title

      Bioeoniugate Chem 18

      Pages: 645-651

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Improved performance of column chromatography by arginine:Dye-affnity chromatogrraphy2007

    • Author(s)
      Arakawa, et. al.
    • Journal Title

      Protein Expr.Purif 52

      Pages: 410-414

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Arginine improves protein elution in hydrophobic interaction chromatography.The cases of human interleukin-6 and activin-A2007

    • Author(s)
      Tsumoto, et. al.
    • Journal Title

      J.Chromatogr.A 1154

      Pages: 81-86

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Circular dichroism spectra demonstrate formation of the thrombin-binding DNA aptamer G-quadruplex under stabilizing-cation-deficient conditions2007

    • Author(s)
      Nagatoishi, et. al.
    • Journal Title

      Biochem.Biophys.Res.Comm 352

      Pages: 812-817

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The N-terminal domain of elastin-binding protein of Stapltylococeus aureus changes its secondary structure in a membrane-mimetic environment2007

    • Author(s)
      Nakakido, et. al.
    • Journal Title

      J.Bioehem 142

      Pages: 131-134

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structural and Mutational analyses of Drp35 from Staphylococcus aureus:a possible mechanism for its lactonase activity2007

    • Author(s)
      Tanaka, et. al.
    • Journal Title

      J.Biol.Chem 282

      Pages: 5770-5780

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Suppression of protein interactions by arginine:A proposed mechanism of arginine effects2007

    • Author(s)
      Arakawa, et. al.
    • Journal Title

      Biophys Chem 127

      Pages: 1-8

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Molecular properties of two proteins homologous to PduO-type ATP:cob(I)alamin adenosyltransferase from Sulfolobus tokodaii2007

    • Author(s)
      Tanaka, et. al.
    • Journal Title

      Proteins:Strueture, Function, and Bioinformatics 68

      Pages: 446-457

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The effects of arginine on protein binding and elution in hydrophobic interaction and ion-exchange chromatography2007

    • Author(s)
      Watanabe, et. al.
    • Journal Title

      Protein Expr.Purif 54

      Pages: 110-116

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effects of salts on protein-surface interactions:applications for column chromatography2007

    • Author(s)
      Tsumoto, et. al.
    • Journal Title

      J Pharmaceut.Sci 96

      Pages: 1677-1690

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Induced binding of proteins by ammonium sulfate in affiinity and ion-exchange column chromatography2007

    • Author(s)
      Arakawa, et. al.
    • Journal Title

      J.Biochem.Biophys.Methods 70

      Pages: 493-98

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Crystal stucture analysis reveals a novel forkhead-associated(FHA)domain of ESAT-6 secretion system C(EssC)protein in Staphylococcus aureus2007

    • Author(s)
      Tanaka, et. al.
    • Journal Title

      Proteins:Structure, Function, and Bioinformatics 69

      Pages: 659-664

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Aggregation Analysis of Therapeutic Proteins,Part 2.Analytical Ultracentrifugation and Dynamic Light Scattering2007

    • Author(s)
      Arakawa, et. al.
    • Journal Title

      Biotechnol.International 5(4)

      Pages: 36-47

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Aggregation Analysis of Therapeutic Proteins,Part 3.Principles and Optimization of Field-Flow Fractionation(FFF)2007

    • Author(s)
      Arakawa, et. al.
    • Journal Title

      Biotechnol International 5(11)

      Pages: 52-70

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] タンパク質の構造に与えるアルギニンの効果2008

    • Author(s)
      工藤
    • Organizer
      第89回 日本化学会春期年会
    • Place of Presentation
      立教大学
    • Year and Date
      20080327-29
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 黄色ブドウ球菌由来膜表面蛋白質EbpSの構造・物性解析2008

    • Author(s)
      中木戸
    • Organizer
      第89回 日本化学会春期年会
    • Place of Presentation
      立教大学
    • Year and Date
      20080327-29
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 黄色ブドウ球菌由来蛋白質によるヘム受け渡し機構の解析2008

    • Author(s)
      安部
    • Organizer
      第89回 日本化学会春期年会
    • Place of Presentation
      立教大学
    • Year and Date
      20080327-29
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] ワクチンの創成を目指した黄色ブドウ球菌毒素改変体の分子特性解析2008

    • Author(s)
      谷中
    • Organizer
      第89回 日本化学会春期年会
    • Place of Presentation
      立教大学
    • Year and Date
      20080327-29
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 構造情報を基盤とした黄色ブドウ球菌由来黄膜合成蛋白質CapFの機能解析2008

    • Author(s)
      宮房
    • Organizer
      第89回 日本化学会春期年会
    • Place of Presentation
      立教大学
    • Year and Date
      20080327-29
  • [Presentation] 材料・医療への展開を目指した蛋白質相互作用解析2008

    • Author(s)
      津本
    • Organizer
      日本分析化学会東北支部会
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      2008-03-22
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] IL15受容体α鎖が示す多重特異性に関する速度論解析2008

    • Author(s)
      坂本
    • Organizer
      第10回日本化学会生命化学研究会シンポジウム
    • Place of Presentation
      熊本大学
    • Year and Date
      2008-01-11
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 抗体10C9が示すポリエーテル系海洋毒素シガトキシン認識機構2008

    • Author(s)
      宇井
    • Organizer
      第10回日本化学会生命化学研究会シンポジウム
    • Place of Presentation
      熊本大学
    • Year and Date
      2008-01-11
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 「蛋白質相互作用解析:材料・医療への展開」2008

    • Author(s)
      津本
    • Organizer
      第10回日本化学会生命化学研究会シンポジウム
    • Place of Presentation
      熊本大学
    • Year and Date
      2008-01-11
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 二本鎖DNA-超好熱菌由来TBP蛋白質間の相互作用が示す熱力学的特性2008

    • Author(s)
      長門 石
    • Organizer
      第10回日本化学会生命化学研究会シンポ2ウム
    • Place of Presentation
      熊本大学
    • Year and Date
      2008-01-11
  • [Presentation] 翻訳開始因子サブユニットの会合の熱力学的解析2007

    • Author(s)
      中木戸
    • Organizer
      日本生物物理学会第45回年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      20071221-23
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 抗シガトキシン抗体10C9Fabの構造学的・熱力学的解析2007

    • Author(s)
      宇井
    • Organizer
      日本生物物理学会第45回年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      20071221-23
  • [Presentation] 高温領域における超好熱古細菌由来TATA-box binding proteinの二本鎖DNA認識機構2007

    • Author(s)
      長門 石
    • Organizer
      日本生物物理学会第45回年会
    • Place of Presentation
      日本生物物理学会第45回年会
    • Year and Date
      20071221-23
  • [Presentation] IL15受容体α鎖が示す多重特異性に関する相互作用解析2007

    • Author(s)
      坂本
    • Organizer
      第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会大会合同大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      20071211-15
  • [Presentation] 相互作用解析を主としたTransducer of erbB2-1(TOB1)の機能解析2007

    • Author(s)
      渡邊
    • Organizer
      第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会大会合同大会
    • Place of Presentation
      パシフイコ横浜
    • Year and Date
      20071211-15
  • [Presentation] 黄色ブドウ球菌由来萸膜合成蛋白質の構造機能解析2007

    • Author(s)
      宮房
    • Organizer
      第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会大会 合同大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      20071211-15
  • [Presentation] 抗シガトキシン抗体の分子認識機構:結晶構造と熱力学2007

    • Author(s)
      宇井
    • Organizer
      第22回生体機能関連化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      20070928-29
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] アルギニンの示す蛋白質凝集抑制効果:作用機序と応用2007

    • Author(s)
      田中
    • Organizer
      第22回生体機能関連化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      20070928-29
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 黄色ブドウ球菌由来接着関連蛋白質EbpSの構造・物性解析2007

    • Author(s)
      中木戸
    • Organizer
      第22回生体機能関連化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      20070928-29
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 黄色ブドウ球菌由来葵膜合成蛋白質CapFのX線結晶構造解析2007

    • Author(s)
      宮房
    • Organizer
      第22回生体機能関連化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      20070928-29
  • [Presentation] Thermodynamic profiles of the interaction between DNA and DNA-binding protein at high temperature;the case of hyperthermostable TATA-box binding protein and the promoter DNA2007

    • Author(s)
      Nagatoishi, et. al.
    • Organizer
      The 2nd Iternational Workshop on Approaches to Single-Cell Analysis
    • Place of Presentation
      早稲田大学
    • Year and Date
      20070906-07
  • [Presentation] X線結晶構造解析による抗シガトキシン抗体の分子認識機構の解明2007

    • Author(s)
      宇井
    • Organizer
      第10回バイオテクノロジー部会シンポジウム
    • Place of Presentation
      早稲田大学
    • Year and Date
      20070905-06
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 超好熱古細菌由来TATA-box結合蛋白質のDNA結合における熱力学的特性2007

    • Author(s)
      長門石
    • Organizer
      第10回バイオテクノロジー部会シンポジウム
    • Place of Presentation
      早稲田大学
    • Year and Date
      20070905-06
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] Thermodynamic analysis of the interaction between a hyperthermophilic TATA-BOX binding protein(TBP)and the promoter DNA at high temperature2007

    • Author(s)
      Nagatoishi, et. al.
    • Organizer
      Current Trends in Microcalorimetry Conference
    • Place of Presentation
      ボストンコルネドホテル
    • Year and Date
      20070718-21
  • [Presentation] さらに進化した蛋白質相互作用の熱力学解析2007

    • Author(s)
      津本
    • Organizer
      第45回目本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2007-12-21
  • [Presentation] Crystal structure and heme binding property of the third NEAT domain of IsdH from Staphylococcus aureus2007

    • Author(s)
      Tanaka, et. al.
    • Organizer
      The 2nd Intemational Symposium on Diffraction Structure Biology
    • Place of Presentation
      船堀ホール
    • Year and Date
      2007-11-21
  • [Presentation] 癌免疫療法の現状と今後2007

    • Author(s)
      津本
    • Organizer
      日本癌学会シンポジウム
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2007-10-03
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 不安定な二本鎖DNA条件下における蛋白質・DNA間相互作用の熱力学的解析2007

    • Author(s)
      長門 石
    • Organizer
      第22回生体機能関連化学シンポジウム若手フォーラム
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      2007-09-30
  • [Presentation] アルギニンを用いたクロマトグラフィー:抗体を中心に2007

    • Author(s)
      津本
    • Organizer
      第204回液体クロマトグラフィー研究懇談会
    • Place of Presentation
      東京理科大学
    • Year and Date
      2007-06-29
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] Role of Arginine in Handling Proteins2007

    • Author(s)
      Tsumoto
    • Organizer
      第1回日本スイスケミカルバイオロジー会議
    • Place of Presentation
      スイスETH(ローザンヌ)
    • Year and Date
      2007-06-25
  • [Book] たんぱく質結晶の新展開2008

    • Author(s)
      津本, 田中
    • Publisher
      シーエムシー出版

URL: 

Published: 2010-02-04   Modified: 2016-04-21  

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