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配列相同性の高いタンパク質ファミリーを高度に識別可能な分子認識ナノ空間の創製

研究課題

研究課題/領域番号 17K14093
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 ナノバイオサイエンス
研究機関大阪大学 (2018-2019)
神戸大学 (2017)

研究代表者

香門 悠里  大阪大学, 理学研究科, 助教 (90773218)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード分子インプリンティング / 高配列相同性タンパク質 / タンパク質認識 / タンパク質―リガンド相互作用 / 表面開始ATRP / 血管内皮細胞増殖因子 / ヘパリン / タンパク質認識高分子材料 / リガンド-タンパク質相互作用 / 分子認識 / バイオマーカータンパク質 / バイオセンサ / タンパク質検出 / 機能性高分子
研究成果の概要

本研究では、分子インプリンティングで作製される人工高分子レセプター(MIP)に標的タンパク質―リガンド間の特異的な分子認識能を付与することで、アミノ酸配列の相同性が高い(87%)タンパク質を識別する人工高分子材料の開発を行った。リガンドによる標的タンパク質のリガンド結合ドメイン認識能と、分子インプリンティングによるサイズ・形状識別能を組み合わせることでMIPの親和性・選択性が格段に向上し、天然の抗体に替わる分子認識材料の創製の可能性が示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

酵素や抗体など生体由来のレセプターは分子認識能が高いため、血液検査などの病気の診断を始め幅広く利用されているが、高価で壊れやすいといった課題がある。本研究で開発した人工高分子レセプターは、配列相同性の高いタンパク質に対しても抗体に匹敵する分子認識の実現可能性を示した。またこのレセプターは、生命機能に重要な配列相同性の高いタンパク質-リガンド相互作用の探索など生命機能の解明に資することが期待され、学術的に意義がある。さらに本手法は、様々なタンパク質-リガンドのペアに応用可能であり、抗体に替わる人工材料を低コストで量産できる可能性があることから産業分野への波及効果も期待できる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2020 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Molecularly imprinted nanocavities capable of ligand-binding domain and size/shape recognition for selective discrimination of vascular endothelial growth factor isoforms2018

    • 著者名/発表者名
      香門悠里、竹内俊文
    • 雑誌名

      ACS sensors

      巻: 3 号: 3 ページ: 580-586

    • DOI

      10.1021/acssensors.7b00622

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Molecularly imprinted nanocavities for discrimination of homologous protein isoforms2020

    • 著者名/発表者名
      香門悠里
    • 学会等名
      The 2020 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] サイズとリガンド結合ドメイン認識能を併せ持つ分子インプリントナノ空間2018

    • 著者名/発表者名
      香門悠里
    • 学会等名
      第67回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Molecularly imprinted nano-cavities capable of size, shape and ligand binding domain recognition for proteins bearing high homologous amino acid sequences and sizes2018

    • 著者名/発表者名
      香門悠里
    • 学会等名
      日本化学会 第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Molecularly Imprinted Cavities Bearing Specific Ligands for Target Proteins Capable of Recognition towards Protein Families with High Homology2017

    • 著者名/発表者名
      香門悠里
    • 学会等名
      第66回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 高配列相同性タンパク質識別のための分子インプリント空間デザイン2017

    • 著者名/発表者名
      香門悠里
    • 学会等名
      第77回分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] リガンド結合ドメインとサイズ双方を識別するタンパク質認識ナノ空間の創製2017

    • 著者名/発表者名
      香門悠里
    • 学会等名
      日本分析化学会 第66年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] リガンド結合ドメイン認識およびサイズ認識が可能なタンパク質認識場の構築2017

    • 著者名/発表者名
      香門悠里
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第35回研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Molecularly imprinted cavities prepared using specific ligands for high selective recognition of target proteins2017

    • 著者名/発表者名
      Yuri Kamon
    • 学会等名
      9th International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] リガンド結合ドメインと形状識別能による構造類似性タンパク質認識ナノ空間の創製2017

    • 著者名/発表者名
      香門悠里
    • 学会等名
      第39回日本バイオマテリアル学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Molecularly imprinted nanocavities for angiogenesis factor proteins capable of protein-ligand interaction-based recognition with size/shape selectivity2017

    • 著者名/発表者名
      香門悠里
    • 学会等名
      第27回 日本MRS年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 標的タンパク質を高精度に識別可能なプラスチック抗体の設計と合成2017

    • 著者名/発表者名
      香門悠里
    • 学会等名
      第77回分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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