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人工球状タンパク質超分子を用いたナノスケール相分離の実現とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 18K05324
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分37010:生体関連化学
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

川上 了史  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 講師 (60566800)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードナノ粒子 / 自己組織化 / 化学修飾 / 相分離 / タンパク質 / 光増感剤 / タンパク質ナノ粒子 / 超分子 / 蛋白質超分子
研究成果の概要

人工タンパク質ナノ粒子TIP60は中空構造を有する分子である。TIP60の内部空間を疎水化すれば、内部空間に水に溶けない難溶性分子を水中で分散できるカプセルとして、あるいは、外部表面を疎水化すれば有機溶媒に溶けるカプセルとして利用できるのではないかと考え、研究を進めてきた。その結果、内部空間の疎水化と疎水性分子の内包、水中での分散には成功した。外部表面については、疎水性分子ではなく、両親媒性ポリマーのPEGで修飾すると、アルコール溶媒中に分散ができるところまで確認できた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

タンパク質は高分子でありながら均一な構造を有するという魅力的な特徴を有する。しかし、生体由来の分子であることから、その利用は一般的に水中に限られる問題がある。本研究はそのような制約を乗り越えるために、我々が開発したタンパク質ナノ粒子TIP60を疎水性環境で利用できるように性質を改変することを目的として研究を行った。このような物質材料の開発は、タンパク質の新しい利用方法を切り開く基盤技術になりうるものである。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (29件) (うち国際学会 5件、 招待講演 3件) 図書 (1件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Icosahedral 60-meric porous structure of designed supramolecular protein nanoparticle TIP602021

    • 著者名/発表者名
      Junya Obata, Norifumi Kawakami, Akihisa Tsutsumi, Erika Nasu, Kenji Miyamoto, Masahide Kikkawa, Ryoichi Arai
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 79 号: 79 ページ: 10226-10229

    • DOI

      10.1039/d1cc03114g

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nanopore-Controlled Dual-Surface Modifications on Artificial Protein Nanocages as Nanocarriers2021

    • 著者名/発表者名
      Nasu Erika、Kawakami Norifumi、Miyamoto Kenji
    • 雑誌名

      ACS Applied Nano Materials

      巻: 4 号: 3 ページ: 2434-2439

    • DOI

      10.1021/acsanm.0c02972

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] PET分解酵素の活性を劇的に向上させる方法の開発2020

    • 著者名/発表者名
      川上了史、宮本憲二
    • 雑誌名

      高分子

      巻: 69 ページ: 580-581

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 人工タンパク質ナノブロック複合体の設計開発2019

    • 著者名/発表者名
      小林 直也、川上 了史、新井 亮一
    • 雑誌名

      生化学

      巻: 91 号: 2 ページ: 255-259

    • DOI

      10.14952/SEIKAGAKU.2019.910255

    • NAID

      40021942521

    • ISSN
      0037-1017
    • 年月日
      2019-04-25
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] An Approach to Produce Uniform Artificial Protein Supramolecules2019

    • 著者名/発表者名
      Norifumi Kawakami, Ryoichi Arai
    • 雑誌名

      Photon Factory Highlights 2018

      巻: 1 ページ: 38-39

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Design of Hollow Protein Nanoparticles with Modifiable Interior and Exterior Surfaces2018

    • 著者名/発表者名
      Kawakami Norifumi、Kondo Hiroki、Matsuzawa Yuki、Hayasaka Kaoru、Nasu Erika、Sasahara Kenji、Arai Ryoichi、Miyamoto Kenji
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 57 号: 38 ページ: 12400-12404

    • DOI

      10.1002/anie.201805565

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 疎水性分子の選択的内包に向けた中空タンパク質ナノ粒子TIP60の内部空間の設計2022

    • 著者名/発表者名
      山下舞佳, 川上了史, 宮本憲二
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Incorporation of proteins in the artificially designed hollow protein nanoparticle, TIP602021

    • 著者名/発表者名
      N. Kawakami, K. Hayashi, N. Ohara, J. Obata, R. Arai, K. Miyamoto
    • 学会等名
      The 2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Encapsulation of hydrophobic molecules in hollow protein nanoparticle TIP602021

    • 著者名/発表者名
      M. Yamashita, N. Kawakami, K. Miyamoto
    • 学会等名
      The 2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dual surface functionalization of an artificial porous protein nanoparticle TIP602021

    • 著者名/発表者名
      E. Nasu, N. Kawakami, K. Miyamoto
    • 学会等名
      The 2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 人工タンパク質ナノ粒子TIP60の多孔性を利用した内外表面のヘテロ修飾2021

    • 著者名/発表者名
      那須英里圭, 川上了史, 宮本憲二
    • 学会等名
      第21回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 中空タンパク質ナノ粒子TIP60への疎水性光増感剤の内包2021

    • 著者名/発表者名
      山下舞佳、川上了史、宮本憲二
    • 学会等名
      日本化学会 第101春季年会、2021年3月
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 人工タンパク質ナノ粒子TIP60の金属イオン応答性可逆的アセンブル手法の構築2021

    • 著者名/発表者名
      大原直也、川上了史、新井亮一、宮本憲二
    • 学会等名
      日本化学会 第101春季年会、2021年3月
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 人工タンパク質ナノ粒子“TIP60の表面孔の分子ふるい効果を利用した内外表面の機能化2021

    • 著者名/発表者名
      那須英里圭、川上了史、宮本憲二
    • 学会等名
      日本化学会 第101春季年会、2021年3月
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 形から入るタンパク質ナノ粒子の設計と機能化2020

    • 著者名/発表者名
      川上了史
    • 学会等名
      SICE分子ロボティクス研究会 第1回オンライン定例研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Incorporation of Hydrophobic Small Molecules in the Artificial Protein Nanoparticle TIP602020

    • 著者名/発表者名
      Norifumi Kawakami, Maika Yamashita, Kenji Miyamoto
    • 学会等名
      第20回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Metal Inducive Assembly of a Newly Designed Protein Cage TIP602020

    • 著者名/発表者名
      Naoya Ohara, Norifumi Kawakami, Kenji Miyamoto
    • 学会等名
      第20回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Dual-Surface Functionalization of an Artificial Protein Nanocapsule Based on Molecular Sieving Effect of its Porous Surface2020

    • 著者名/発表者名
      Erika Nasu, Norifumi Kawakami, Kenji Miyamoto
    • 学会等名
      第20回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 中空タンパク質ナノ粒子TIP60の内部疎水化と疎水性小分子の内包2020

    • 著者名/発表者名
      山下舞佳、川上了史、宮本憲二
    • 学会等名
      第22回生体触媒化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 切頂二十面体型人工タンパク質ナノ粒子 TIP60 のクライオ電子顕微鏡解析2019

    • 著者名/発表者名
      小幡隼也、川上了史、包明久、宮本憲二、吉川雅英、新井亮一
    • 学会等名
      第19回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 円順列変異とコイルドコイル構造を組み合わせた蛋白質超構造の設計2019

    • 著者名/発表者名
      川上了史、早坂薫、宮本憲二
    • 学会等名
      第19回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] アニオン性タンパク質ナノ粒子TIP60 とカチオン性タンパク質の静電的相互作用 を利用した高次複合体の構築2019

    • 著者名/発表者名
      那須英里圭、川上了史、宮田健、宮本憲二
    • 学会等名
      第19回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 新規人工タンパク質超分子 TIP60 のアセンブリ制御に向けたサブユニット間相互作用の解析2019

    • 著者名/発表者名
      大原直也、川上 了史、宮本 憲二
    • 学会等名
      第71回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 中空・多孔構造を有する人工タンパク質ナノ粒子 TIP60 の機能化2019

    • 著者名/発表者名
      那須英里圭、川上了史、宮本憲二
    • 学会等名
      第71回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 酵素を鋳型とした超構造設計とその酵素活性評価2019

    • 著者名/発表者名
      川上了史、早坂薫、宮本憲二
    • 学会等名
      第21回生体触媒化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 人工タンパク質ナノ粒子 TIP60 の表面ポアサイズを利用した内 外システインのヘテロ修飾2019

    • 著者名/発表者名
      那須英里圭、川上了史、宮本憲二
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 人工中空タンパク質ナノ粒子(TIP60)への異種タンパク質内包 系の構築検討2019

    • 著者名/発表者名
      林 慶一・川上了史・宮本憲二
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] アニオン性タンパク質ナノ粒子 TIP60 とカチオン性タンパク質 の相互作用解析2019

    • 著者名/発表者名
      川上了史、那須英里圭、宮田健、宮本憲二
    • 学会等名
      日本化学会 第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 人工タンパク質ナノ粒子 TIP60 の可逆的な化学修飾2019

    • 著者名/発表者名
      那須英里圭・川上了史・宮本憲二
    • 学会等名
      日本化学会 第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Design of a fusion protein forming mutation tolerant and chemically modifiable hollow nanoparticle2018

    • 著者名/発表者名
      Norifumi Kawakami, Hiroki Kondo, Yuki Matsuzawa, Erika Nasu, Kenji Miyamoto
    • 学会等名
      32nd Annual Symposium of The Protein Society
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 人工中空蛋白質超分子TIP60と外部添加分子の相互作用解析2018

    • 著者名/発表者名
      川上了史、那須英里圭、宮本憲二
    • 学会等名
      第18回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 切頂二十面体型人工タンパク質ナノ超分子TIP60のX線小角散乱解析2018

    • 著者名/発表者名
      笹原健嗣、川上了史、宮本憲二、新井亮一
    • 学会等名
      第18回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 中空蛋白質ナノ粒子TIP60の構築2018

    • 著者名/発表者名
      川上了史
    • 学会等名
      第31回生物無機化学夏季セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Catalytic activity of the alcohol dehydrogenase immobilized by the protein supramolecule, TIP602018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Matsuzawa, Norifumi Kawakami, Kenji Miyamoto
    • 学会等名
      第20回生体触媒化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Enzyme immobilization in protein aggregates composed of a protein nanoparticle, TIP602018

    • 著者名/発表者名
      Norifumi KAWAKAMI
    • 学会等名
      The International Symposium on Bioinorganic Chemistry 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] 生命金属ダイナミクス2021

    • 著者名/発表者名
      川上了史、宮本憲二
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] Research Spotlights #08

    • URL

      https://www.st.keio.ac.jp/education/research/201901.html

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] タンパク質でナノスケールのサッカーボール型分子を創出

    • URL

      https://www.keio.ac.jp/ja/press-releases/2018/9/6/28-47911/

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] Creating Nanoscale Soccer Ball-shaped Molecules

    • URL

      https://www.keio.ac.jp/en/press-releases/2018/Oct/5/49-48663/

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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