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2009 Fiscal Year Annual Research Report

細菌性コラゲナーゼの基質結合ドメインを用いた薬物送達システムの開発型研究

Research Project

Project/Area Number 20590452
Research InstitutionKitasato University

Principal Investigator

松下 治  Kitasato University, 医学部, 教授 (00209537)

Keywordsガス壊疽菌群 / コラゲナーゼ / コラーゲン結合ドメイン / スピン標識ペプチド / 表皮成長因子 / 重層扁平上皮 / 人工皮膚 / 再生医療
Research Abstract

ガス壊疽菌群は膠原繊維を水解して急激に感染叢を拡大する。本菌群が産生するコラゲナーゼのC末端には、約120アミノ酸残基よりなるコラーゲン結合ドメイン(CBD)が1~3コピー存在している。CBDは単体で不溶性コラーゲンに結合するので、本酵素はCBDにより自身を不溶性基質の表面にアンカーリングし、効率よく基質を水解すると考えられた。CBDはβサンドイッチ構造をとり、サンドイッチ開口部はCa結合位で閉鎖されていた。基質ペプチドはサンドイッチ側面にストランドに直行する方向で、C末端がCa結合部位に向いて結合すると推測された。ところで、コラーゲン分子の重合反応はコラーゲン結合タンパク質(CBP)により阻害されるが、CBPに結合するコラーゲン様ペプチドを添加すると再び重合反応が起こる。種々のコラーゲン様ペプチドを用いてCBDの結合スペクトルを解析したところ、他のコラーゲン結合タンパク質に比し配列特異性が低いことが判明した。CBDはコラーゲン分子の多様な部位に結合すると推察された。
線維芽細胞とアテロコラーゲンを含む溶液を生体親和性メッシュを通して還流し、メッシュ上に人工真皮に相当する高密度の人工結合組織を形成できた。これを表皮成長因子(EGF)-CBD融合タンパク質と表皮細胞を含む培養液で覆って24時間静置後、通常の培養液に置換して気相培養した。線維芽細胞とコラーゲン細線維からなる人工真皮層の上に、重層扁平上皮からなる人工表皮層が形成され、その上層部は角化していた。有蕀層では正常皮膚に比較して少ないながらもデスモゾームが形成されていた。表皮の基底細胞下には不連続ながら基底板が形成されていた。現在、この人工真皮層に新たな機能を付与すべく検討を行っている。また高密度コラーゲンに特定の機能性分子をアンカーリングすることにより再生医療分野で種々の応用が可能であると思われる。

  • Research Products

    (7 results)

All 2010 2009

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (3 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] Unidirectional binding of clostridial collagenase to triple helical substrates.2009

    • Author(s)
      Philominathan ST, Koide T, Hamada K, Yasui H, Seifert S, Matsushita O, Sakon J.
    • Journal Title

      J.Biol.Chem. 284

      Pages: 10868-10876

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ca^<2+>-induced linker transformation leads to a compact and rigid collagen-binding domain of Clostridium histolyticum collagenase.2009

    • Author(s)
      Philominathan ST, Matsushita O, Gensure R, Sakon J.
    • Journal Title

      FEBS J. 276

      Pages: 3589-3601

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of a high-throughput screening system for the compounds that inhibit collagen-protein interactions.2009

    • Author(s)
      Okano-Kosugi H, Matsushita O, Asada S, Herr AB, Kitagawa K, Koide T.
    • Journal Title

      Anal.Biochem. 394

      Pages: 125-131

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] コラーゲン結合ドメインの構造解析と薬物送達システムへの応用2010

    • Author(s)
      松下治、宮田茂
    • Organizer
      第83回日本細菌学会
    • Place of Presentation
      神奈川県横浜市
    • Year and Date
      2010-03-27
  • [Presentation] ガス壊疽菌群コラゲナーゼの基質結合様式と積層型人工組織作製への応用2009

    • Author(s)
      松下治
    • Organizer
      第56回トキキンシンポジウム
    • Place of Presentation
      岐阜県岐阜市
    • Year and Date
      2009-08-27
  • [Presentation] Substrate recognition of collagen-binding domains derived from bacterial collagenases2009

    • Author(s)
      Matsushita O, Nishi N, Koide T, Philominathan STL, Sakon J Gensure RC, Iwashiro H, Adachi E
    • Organizer
      8th Pan-pacific connective tissue societies symposium, 41st Annual meeting of the Japanese society of connective tissue research, 56th Annual meeting of the Japan matrix club
    • Place of Presentation
      神奈川県逗子市
    • Year and Date
      2009-06-04
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 積層型高密度培養人工組織の製造方法及び積層型高密度培養人工組織2010

    • Inventor(s)
      安達栄治郎、松下治、岩城啓修、細谷智、西望
    • Industrial Property Rights Holder
      学校法人北里研究所・国立大学法人香川大学
    • Industrial Property Number
      PCT/JP2010/51123
    • Filing Date
      2010-01-28
    • Overseas

URL: 

Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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