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Intracellular delivery of functional peptides and maintain of the activity by "peptide nucleic acid zipper" method

Research Project

Project/Area Number 20K05714
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 37010:Bio-related chemistry
Research InstitutionKindai University

Principal Investigator

KITAMATSU Mizuki  近畿大学, 理工学部, 准教授 (60379716)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywordsペプチド / ペプチド核酸 / 細胞内運搬ペプチド / オートファジー / 細胞膜透過ペプチド
Outline of Research at the Start

本研究は、医薬として期待できるペプチドの一つである機能性ペプチド(FP)を細胞の中に運搬するための技術に関するものです。細胞の中で効果を発揮するFPのほとんどは自発的には細胞の中に入らないので、細胞の中に入れる工夫が必要です。この工夫の一つに細胞膜透過ペプチド(CPP)の利用が挙げられます。CPPはFPに連結するだけで、そのFPを細胞中に運搬できる優れものですが、細胞の中に入った後にCPPがそのままFPに連結していると、そのFPの効果の発揮を邪魔することがあります。そこで本研究は、細胞の中に入るまではFPがCPPと連結し、細胞の中に入った後はFPとCPPが分離する方法を開発します。

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study is to deliver functional peptides into cells without impairing their bioactivity. For this purpose, we developed a method (PNA zipper method) to connect and separate functional peptides and cell-penetrating peptides (CPP) via peptide nucleic acid (PNA). The intracellular activity of functional peptides delivered by this method was assessed.
As a result, we found that the PNA zipper can transport the functional peptide into the cell as expected, and that the functional peptide exhibits a stronger bioactivity in the cell than the direct conjugate. In addition, we optimized the chain length of PNA used for the PNA zipper method.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ペプチドを用いた医薬開発は、その多様性や副作用の低減を期待できます。しかし、現在のペプチド医薬の多くは、細胞表面の物質を標的にしています。細胞内部には病気と関係するより多くの物質が存在するため、ペプチド医薬を細胞内に安全に輸送する技術があれば、現行よりもさらに多くの病気をペプチド医薬によって治療することができます。本法は、この細胞内へのペプチド医薬の運搬と細胞内の物質を標的としたペプチド医薬の能力向上に役立ちます。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (6 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Adjusting Heterodimeric Coiled-coils (K/E zipper) to Connect Autophagy-inducing Peptide with Cell-penetrating Peptide2023

    • Author(s)
      Yoshiyuki Hakata, Kazuma Yamashita, Sonoko Hashimoto, Takashi Ohtsuki, Masaaki Miyazawa, Mizuki Kitamatsu
    • Journal Title

      Pharmaceutics

      Volume: 15 Issue: 4 Pages: 1048-1059

    • DOI

      10.3390/pharmaceutics15041048

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Fluorescence Ratiometric DNA Detection by Peptide Nucleic Acid-Pyrene Binary Probes2022

    • Author(s)
      Koki Ishii, Sakura Tsuchitani, Miyu Toyama, Hajime Shigeto, Shohei Yamamura, Takashi Ohtsuki, Yoshitane Imai, Mizuki Kitamatsu
    • Journal Title

      Bioorg. Med. Chem. Lett.

      Volume: 71 Pages: 128838-128841

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2022.128838

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Complementary Leucine Zippering System for Effective Intracellular Delivery of Proteins by Cell-Penetrating Peptides2021

    • Author(s)
      Mizuki Kitamatsu, Hiroki Yuasa, Takashi Ohtsuki, Hiroyuki Michiue
    • Journal Title

      Bioorganic & Medicinal Chemistry

      Volume: 33 Pages: 116036-116041

    • DOI

      10.1016/j.bmc.2021.116036

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ナフチル基修飾ロイシンジッパーによる機能性ペプチドハイブリッド形成およびその細胞内運搬2022

    • Author(s)
      中村高広, 博多義之, 宮澤正顯, 北松瑞生
    • Organizer
      第37回関西地区ペプチドセミナー
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 非天然アミノ酸を含むヘテロ二量体化ロイシンジッパーを用いた機能性ペプチドの細胞内運搬2022

    • Author(s)
      中村高広, 井上健, 藤本翔夢, 北松瑞生, 宮澤正顯, 博多義之
    • Organizer
      日本化学会第102春季年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ペプチドジッパーによるオートファジー誘導ペプチドと細胞内運搬ペプチドの合成および評価2021

    • Author(s)
      石井康稀, 北松瑞生, 宮澤正顯, 博多義之
    • Organizer
      日本ケミカルバイオロジー学会第15回年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 非天然アミノ酸を含むヘテロ二量体化ロイシンジッパーを用いた機能性ペプチドの細胞内運搬2021

    • Author(s)
      中村高広, 井上健, 藤本翔夢, 北松瑞生, 宮澤正顯, 博多義之
    • Organizer
      日本化学会第102春季年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] ペプチド核酸ファスナーによる機能性ペプチドと細胞膜透過ペプチドの連結および細胞内活性評価2021

    • Author(s)
      石井康稀, 北松瑞生, 星野愛可里, 山口祐史, 宮澤正顯, 博多義之
    • Organizer
      日本化学会第101春季年会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] ペプチドファスナーによる機能性ペプチドと細胞膜透過ペプチドの連結および細胞内活性評価2021

    • Author(s)
      井上健, 北松瑞生, 山下和真, 宮澤正顯, 博多義之
    • Organizer
      日本化学会第101春季年会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Book] 新規モダリティ医薬品のための新しいDDS技術と製剤化 第7章52023

    • Author(s)
      北松瑞生、石井康稀、博多義之、宮澤正顯、道上宏之、大槻高史
    • Total Pages
      580
    • Publisher
      技術情報協会
    • ISBN
      9784861049361
    • Related Report
      2022 Annual Research Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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