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ストレス応答型人工酵素リポソームの設計・開発

研究課題

研究課題/領域番号 17656268
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 生物機能・バイオプロセス
研究機関大阪大学

研究代表者

久保井 亮一  大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 教授 (40029567)

研究分担者 馬越 大  大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 助教授 (20311772)
島内 寿徳  大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 助手 (10335383)
吉本 誠  山口大学, 工学部, 助教授 (80322246)
森田 誠一  和歌山工業高等専門学校, 物質工学科, 助教授 (70332054)
研究期間 (年度) 2005 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2006年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2005年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
キーワードメンブレン・ストレスバイオテクノロジー / 人工酵素リボソーム / リポソーム / タンパク質 / ストレス応答ダイナミクス / 酸化ストレス / 金属錯体 / ドメイン・クラスタ形成 / 人工酵素リポソーム
研究概要

本申請課題では,リポソーム界面を反応場として,環境条件の変動(ストレス)に応答して触媒活性を制御する新規な人工酵素の創成を目的とする.平成17年度は,環境の酸化ストレス状態を認識して活性を制御するための活性中心として,アミロイドβタンパク質やスーパーオキシドジスムダーゼ(SOD)を膜上に提示し,酵素様活性が発現することを示した.そこで,平成18年度は,ROS応答・制御型人工酵素リポソームの設計・開発を目的として,以下の2班にわけて検討を進めた.
(a)人工SOD機能解析班:天然SODの活性中心を模倣した人工SODリポソームを設計・開発する.前年度に開発したPorphyrinやアミノ酸残基をベースとしたリガンドをリポソームに修飾する事により,リガンドの離合集散(クラスター形成)挙動とSOD活性とが相関することを見出した.したがって,リポソーム膜のストレス応答特性による活性制御の可能性が示唆された.(馬越,吉本,久保井)
(b)リポソーム/センサ班:上記の機能性リガンドにより修飾した,あるいはその他の膜成分を変化させたリボソームを調製し,誘電分散解析法,あるいはリボソーム固定化QCM(水晶振動子)を用いて,そのドメイン形成挙動やタンパク質・ペプチドとの相互作用を解析した.その結果,温度変化などのストレス条件に応じてリガンドのクラスター形成挙動を制御することが可能であり,SOD活性を制御可能であることが示された.(島内,森田,久保井)
上記の知見を総括して,当該研究期間において,リボソームのストレス応答特性に基づいて,活性中心としてのリガンドのクラスター形成挙動を制御することによりSOD活性を発現することが可能であることを示せた.さらに,人工酵素リボソームを設計・開発するための新規なアプローチ(Build-up型ならびにBreak-down型)を提案し,体系化の方針を明確にした.

報告書

(2件)
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (9件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] 固定化リポソームセンサーと膜関連疾病への応用2007

    • 著者名/発表者名
      久保井亮一, 馬越 大, 島内 寿徳
    • 雑誌名

      膜 32(1)

      ページ: 32-39

    • NAID

      10018696288

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Analysis of Complex Permittivity of Liposome for Its Biochemical dynamics up to 30 GHz Range2006

    • 著者名/発表者名
      Minoru Noda, Toshinori Shimanouchi, Hirosuke Suzuki, Masanori Okuyama, Ryoichi Kuboi
    • 雑誌名

      IEEE Microwave Theory and Technology 54(6)

      ページ: 1983-1986

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Evaluation of Carboxylic Acid-Induced Conformational Transitions of □-lactoglobulin : Comparison of the Alcohol Effects on □-lactoglobulin2006

    • 著者名/発表者名
      Bong-Kuk Lee, Toshinori Shimanouchi, Hiroshi Umakoshi, Ryoichi Kuboi
    • 雑誌名

      Biochem. Eng. J. 28

      ページ: 79-86

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Evaluation of Temperature and Guanidine Hydrochloride-Induced Protein-Liposome Interactions by Using Immobilized Liposome Chromatography2006

    • 著者名/発表者名
      Noriko Yoshimoto, Makoto Yoshimoto, Kazuma Yasuhara, Toshinori Shimaouchi, Hiroshi Umakoshi, Ryoichi Kuboi
    • 雑誌名

      Biochem. Eng. J. 29

      ページ: 174-181

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Fluorescence Study on the Domain Formation of N-Dodecanoyl-L-Tryptophan within a Liposome Membrane2006

    • 著者名/発表者名
      Kazuma Yasuhara, Toshinori Shimanouchi, Hiroshi Umakoshi, Ryoichi Kuboi
    • 雑誌名

      Coll.Poly.Sci 285

      ページ: 239-243

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Immobilization of liposomes onto quartz crystal microbalance to detect interaction between liposomes and protiens2006

    • 著者名/発表者名
      Seiichi Morita, Miho Nukui, Ryoichi Kuboi
    • 雑誌名

      J.Coll.Int.Sci. 298

      ページ: 672-678

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Novel Immobilization Liposomal Gulcose Oxidase System, Using the Channel Protein OmpF and Catalase2005

    • 著者名/発表者名
      Makoto Yoshimoto, et al.
    • 雑誌名

      Biotech.Bioeng. 90(2)

      ページ: 231-238

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Oxidation of Cholesterol Catalyzed by Aβ-Cu Complex on Lipid Membrane2005

    • 著者名/発表者名
      Noriko Yoshimoto, et al.
    • 雑誌名

      J.Biosci.Bioeng. 100(5)

      ページ: 455-459

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Liposome-Assisted Activity of Superoxide Dismutase under Oxidative Stress2005

    • 著者名/発表者名
      Hideto Nagami, et al.
    • 雑誌名

      J.Biosci.Bioeng. 99(4)

      ページ: 423-428

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [図書] リポソーム応用の新展開〜人工細胞の開発に向けて (分担執筆)人工酵素リポソーム2005

    • 著者名/発表者名
      久保井 亮一 他
    • 総ページ数
      683
    • 出版者
      NTS出版
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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