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タンパク質の天然ポリカチオン修飾による細胞内直接送達法の基盤構築

研究課題

研究課題/領域番号 16H03284
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生物分子化学
研究機関福井県立大学

研究代表者

濱野 吉十  福井県立大学, 生物資源学部, 教授 (50372834)

研究分担者 丸山 千登勢  福井県立大学, 生物資源学部, 講師 (20452120)
研究協力者 武内 大和  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
18,980千円 (直接経費: 14,600千円、間接経費: 4,380千円)
2018年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2017年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2016年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
キーワードポリカチオン / ペプチド / 細胞膜透過性 / ポリリジン / 生体膜 / 透過性 / 生体膜透過性 / 蛋白質 / 微生物 / 生理活性 / 膜透過性
研究成果の概要

タンパク質・酵素のような生体高分子は、通常、細胞膜を透過しない。しかし、これら生体高分子をポリカチオン性ペプチドで化学修飾することで細胞内に直接導入する方法が盛んに試みられている。そこで本研究では、放線菌(土壌微生物)由来の天然ポリカチオン化合物であるε-ポリリジン(ε-PL)で、生体高分子をポリカチオン修飾(あるいはε-PL修飾と呼ぶ)する基盤技術を確立した。ε-PL修飾した酵素・タンパク質は我々の期待通り、動物細胞の生体膜を透過できることを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

タンパク質・酵素をポリカチオン修飾する方法として、カチオン性ペプチドとの融合タンパク質、化学的合成されたポリカチオン性分子による修飾(化学的架橋体)が報告されている。しかし、前者の問題点は、カチオン性ペプチド導入に起因する異常タンパク質の形成であり、後者の問題点は、高い反応性官能基を持ったポリカチオン性分子の化学合成にかかる高いコストである。一方、我々の確立した方法は、微生物の力を利用してε-PLに高い反応性官能基を低コストに導入できることを特徴としており、得られたε-PL-PEG4-azideを用いてε-PLの高い生体膜透過性をタンパク質・酵素に付与できる画期的な技術と言える。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 1件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Partition of amines and lysine oligomers between organic solvent and water under a controlled interfacial potential difference2018

    • 著者名/発表者名
      Katano, H., Maruyama, M., Kuroda, Y., Uematsu, K., Maruyama, C., Hamano, Y.
    • 雑誌名

      J. Electroanal. Chem.

      巻: 820 ページ: 97-102

    • DOI

      10.1016/j.jelechem.2018.05.001

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Imaging mass spectrometry analysis of ubiquinol localization in the mouse brain following short-term administration2017

    • 著者名/発表者名
      Tatsuta Yukina、Kasai Kazuaki、Maruyama Chitose、Hamano Yoshimitsu、Matsuo Kazuhiko、Katano Hajime、Taira Shu
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 12990-12296

    • DOI

      10.1038/s41598-017-13257-8

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Antimicrobial Activity of ε-Poly-l-lysine after Forming a Water-Insoluble Complex with an Anionic Surfactant2017

    • 著者名/発表者名
      Kazunori Ushimaru, Yoshimitsu Hamano, Hajime Katano
    • 雑誌名

      Biomacromolecules

      巻: 18 号: 4 ページ: 1387-1392

    • DOI

      10.1021/acs.biomac.7b00109

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 微生物由来の天然ポリカチオンを利用した生体高分子の細胞内送達法2019

    • 著者名/発表者名
      濱野吉十
    • 学会等名
      日本農芸化学会2019年度大会(シンポジウム)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 機能性分子のε-poly-L-lysine修飾による生体膜透過性・水溶性の一挙改善2018

    • 著者名/発表者名
      武内大和,牛丸和乗,加藤康夫,丸山千登勢,濱野吉十
    • 学会等名
      酵素工学研究会第80回講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 機能性分子のε-poly-L-lysine修飾による生体膜透過性・水溶性の一挙改善2018

    • 著者名/発表者名
      武内大和,牛丸和乗,加藤康夫,丸山千登勢,濱野吉十
    • 学会等名
      2018年度日本農芸化学会中部支部183回例会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 機能性分子のε-poly-L-lysine修飾による生体膜透過性・水溶性の一挙改善2018

    • 著者名/発表者名
      武内大和,牛丸和乗,加藤康夫,丸山千登勢,濱野吉十
    • 学会等名
      2018年度日本放線菌学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 機能性低分子化合物のポリリジン化による生体膜透過性・水溶性の一挙改善2018

    • 著者名/発表者名
      武内大和,牛丸和乗,加藤康夫,丸山千登勢,濱野吉十
    • 学会等名
      日本農芸化学会2018年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] クリック官能基をもつε-ポリ-L-リジン誘導体、その製法、及びその用途2018

    • 発明者名
      濱野吉十、牛丸和乗
    • 権利者名
      福井県立大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 外国

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2024-01-30  

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