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2015 Fiscal Year Annual Research Report

動的ナノ界面を識別するダイナミック抗体の創出:分子が躍動するバイオMEMS

Research Project

Project/Area Number 25289290
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

梅津 光央  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70333846)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 長峯 邦明  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (00551540)
松井 淳  山形大学, 理学部, 准教授 (50361184)
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywords抗体 / MEMS / ナノバイオ
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、抗体の分子認識場を物理的刺激によって界面構造が変化する「動的な」有機・無機材料表面まで拡張し、その構造変化によって親和性が応答するダイナミック抗体の取得を行う。そして、物理的刺激によってバイオ分子を繰り返しキャッチ&リリースできる動的躍動なバイオMEMSを提案する。
そのために本年度では、固相へ結合する機能をもつペプチドやタンパク質を核として、単純な混合操作やフロー操作により蛍光タンパク質や抗体分子を固定化することを試みた。その結果、有機材料と無機材料の両材料面において目的抗体分子を材料表面に活性を保持したまま固定化することに成功した。
次に、溶液の組成変化によって固相へ結合しているペプチド・タンパク質の可逆的な固定化と脱離を試みた。その結果、pHの変化では、固相結合ペプチド・タンパク質の可逆的脱着をさせることはできたが、固相結合ペプチド・タンパク質を介して結合させたタンパク質の機能が失活する時があることが分かった。そこで、pHはあまり変化させず溶液のイオン強度を変化させることによって、固相結合ペプチド・タンパク質の可逆的脱着を試みたところ、系に用いているすべてのタンパク質の機能を不可逆的な失活をさせずに固相結合ペプチド・タンパク質の脱着をさせることができた。また、タンパク質の固定化量の可逆性も評価した結果、可逆的操作による脱着を繰り返してもタンパク質の固定化量は変化しないことも分かった。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (9 results)

All 2015

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 4 results)

  • [Journal Article] Organic crystal-binding peptide: Morphology control and one-pot formation of protein-displaying organic crystals2015

    • Author(s)
      Teppei Niide, Kyohei Ozawa, Hikaru Nakazawa, Oliveira Daniel, Hitoshi Kasai, Mari Onodera, Ryutaro Asano, Izumi Kumagai, Mitsuo Umetsu
    • Journal Title

      Nanoscale

      Volume: 7 Pages: 20155-20163

    • DOI

      10.1039/c5nr06471f

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Behavior of Kinesin Driven Quantum Dots Trapped in a Microtubule Loop2015

    • Author(s)
      Aurelien Sikora, Filippo Federici Canova, Kyongwan Kim, Hikaru Nakazawa, Mitsuo Umetsu, Izumi Kumagai, Tadafumi Adschiri, Wonmuk Hwang, Winfried Teizer
    • Journal Title

      ACS Nano

      Volume: 9 Pages: 11003-11013

    • DOI

      10.1021/acsnano.5b04348

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Microtubule guiding in a multi-walled carbon nanotube circuit2015

    • Author(s)
      Aurelien Sikora, Javier Ramon, Mustafa Sen, Kyongwan Kim, Hikaru Nakazawa, Mitsuo Umetsu, Izumi Kumagai, Hitoshi Shiku, Tomokazu Matsue, Winfried Teizer
    • Journal Title

      Biomedical Microdevices

      Volume: 17 Pages: 78(1-6)

    • DOI

      10.1007/s10544-015-9978-1

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] ナノとタンパク質のいい関係:利点を相補完するハイブリッドタンパク質設計2015

    • Author(s)
      梅津 光央
    • Journal Title

      化学と生物

      Volume: 54 Pages: 240-242

  • [Presentation] Recombinant small antibody design for plasmonic biosensor using camel antibody with affinity for target inorganic material2015

    • Author(s)
      Takuma Sujino, Hikaru Nakazawa, Keiko Tawa, Ryutaro Asano, Izumi Kumagai, Mitsuo Umetsu
    • Organizer
      Pacifichem2015
    • Place of Presentation
      Honolulu (USA)
    • Year and Date
      2015-12-18 – 2015-12-18
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Module library approach for bottom-up chimera/hybrid protein design2015

    • Author(s)
      Mitsuo Umetsu
    • Organizer
      The 6th iBioK Asian Workshop
    • Place of Presentation
      Kobe University (Kobe)
    • Year and Date
      2015-12-07 – 2015-12-07
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Plasmonic and nanoporous membrane formation by material-binding bispecific antibodies2015

    • Author(s)
      Mitsuo Umetsu
    • Organizer
      2st France-Japan Symposium on Green-Materials and Advanced Characterization
    • Place of Presentation
      University of Tsukuba (Tsukuba)
    • Year and Date
      2015-08-31 – 2015-08-31
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Biotechnology meets inorganic nanomaterials2015

    • Author(s)
      Mitsuo Umetsu
    • Organizer
      Tohoku University's chemistry Summer School 2015
    • Place of Presentation
      Tohoku Univ. (Sendai)
    • Year and Date
      2015-08-28 – 2015-08-28
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] タンパク質工学とナノ材料工学の相補完によるボトムアップ素子設計2015

    • Author(s)
      梅津 光央
    • Organizer
      ナノ学会第13回大会
    • Place of Presentation
      東北大学(仙台市)
    • Year and Date
      2015-05-11 – 2015-05-11
    • Invited

URL: 

Published: 2017-01-06  

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