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磁気ビーズを利用した膜活性ペプチドの二次構造網羅的解析技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17686073
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 生物機能・バイオプロセス
研究機関東京農工大学

研究代表者

田中 剛  東京農工大学, 大学院・共生科学技術研究院, 准教授 (20345333)

研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
27,690千円 (直接経費: 21,300千円、間接経費: 6,390千円)
2007年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
2006年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
2005年度: 12,480千円 (直接経費: 9,600千円、間接経費: 2,880千円)
キーワード磁気ビーズ / ランダムペプチドライブラリー / 抗菌活性 / 両親媒性 / 脱離ペプチド / 磁気微粒子 / 膜結合ペプチド / 二次構造予測 / 磁性細菌粒子 / 溶菌活性
研究概要

5残基〜20残までのペプチドライブリーから各種質膜との相互作用が認められるペプチドを網羅的にスクリーニングし、配列、疎水性度、電荷、水溶液/膜中での二次構造を決定したデータベースを構築した。これらを基にH17年度にはペプチドの真正細菌膜、真菌・真核細胞膜、及び核膜に対する生物活性を評価し、大腸菌、枯草菌、真菌(酵母)に対して抗菌活性を示すことを明かとした。さらに、H18年度においてホスファチジルエタノールアミン(PE)で被覆した磁気ビーズを用いて取得した抗菌活性ペプチドについてはSPR解析によりルホスファチジルセリンやホスファチジルコリンと比較してPEに対して選択的に結合することが示された。
抗菌活性ペプチドの作用機序は静電的な膜への結合と疎水相互作用に基づく細胞膜への挿入に由来することが考えられ、抗菌活性ペプチド・性状は塩基性且つ親水性の両親媒性を特徴としたものに限られていた。このようなペプチド性状の偏りはペプチドのスクリーニング条件によるバイアスによることが考えられた。そこでより網羅的な膜活性ペプチドの取得を目的として、膜への結合性だけではなく、膜からの脱離を特徴とするペプチドのスクリーニングを行った。中性pH、25℃において膜へ結合したペプチドに対して、加温(37℃)、アルカリ添加(弱アルカリ性)、またはグリセロール添加などの穏和な条件変化によって膜から脱離するペプチドの探索を行った。その結果、25℃においてはPEを主成分とするリン脂質二重膜に強固に結合しているが、37℃において効率的に膜から脱離する脱離ペプチドが見いだされた。これらの挙動は熱揺らぎに伴うペプチドの膜界面での構造変化に由来するものであると考えられた。膜への結合性と脱離能を併せ持つ脱離ペプチドを取得したことで、環境微生物の濃縮や検出への応用が考えられる。具体的にはペプチドを固相化した磁気ビーズで環境微生物を磁気濃縮するとともに、加温(37℃)することにより、磁気ビーズ表面から微生物を効率的に脱離するが可能になると考えられ、環境中からの微生物濃縮及び検出が実現できると期待される。

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2008 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Controlled Formation of Magnetite Crystal by Partial Oxidation of Ferrous Hydroxide in the Presence of Recombinant Magnetotactic Bacterial Protein Mms62007

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Amemiya, et. al.
    • 雑誌名

      Biomaterials 28

      ページ: 5381-5389

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrochemical Detection of HbA_lc Using Flow Immunoaccay System Toward Development of Point of Care Testing Device for Diabetes Markers2007

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Tanaka, et. al.
    • 雑誌名

      Biosensors & Bioelectronics 22

      ページ: 2051-2056

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Automated DNA extraction from genetically modified maize using amine modified bacterial magnetic particles2006

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Ota et al.
    • 雑誌名

      Journal of Biotechnology 125・3

      ページ: 361-368

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Capture and release of DNA using amino silane modified bacterial magnetic particles for an automated detection system of single nucleotide polymorphisms2006

    • 著者名/発表者名
      Takahito Nakagawa et al.
    • 雑誌名

      Biotechnology & Bioengineering 94・5

      ページ: 862-868

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Novel detection system for biomolecules using nano-sized bacterial magnetic particles and magnetic force microscopy.2005

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Amemiya, Tsuyoshi Tanaka, Brandon Yoza, Tadashi Matsunaga
    • 雑誌名

      Journal of Biotechnology 120(3)

      ページ: 308-314

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [学会発表] 遺伝子検査用POCバイオセンサの開発2008

    • 著者名/発表者名
      田中 剛
    • 学会等名
      電気化学会75回大会
    • 発表場所
      山梨大学
    • 年月日
      2008-03-29
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Bio-Inspired Crystal Growth of Nano-Sized Magnetite2007

    • 著者名/発表者名
      田中 剛
    • 学会等名
      7th Pacific Rim Conferenceon Ceramic and Glass Technology
    • 発表場所
      Shanghai International Convention Center
    • 年月日
      2007-11-13
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 生物ナノ磁石の生成機構解析とその応用2007

    • 著者名/発表者名
      田中 剛
    • 学会等名
      分子研研究会「生細胞の分子科学」
    • 発表場所
      岡崎コンファレンスセンター
    • 年月日
      2007-05-22
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] ブレインテクノニュース2006

    • 著者名/発表者名
      松永 是, 田中 剛
    • 総ページ数
      4
    • 出版者
      生体分子のデジタル精密計測-ライフサーベイヤ
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [産業財産権] 核酸の抽出方法2007

    • 発明者名
      松永 是, 田中 剛
    • 権利者名
      東京農工大学
    • 産業財産権番号
      2007-234914
    • 出願年月日
      2007-09-11
    • 関連する報告書
      2007 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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