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タンパク質ポリマーの新規構造制御技術の確立と高機能な細胞培養因子創製への展開

研究課題

研究課題/領域番号 18K14067
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分27040:バイオ機能応用およびバイオプロセス工学関連
研究機関九州大学

研究代表者

南畑 孝介  九州大学, 工学研究院, 特任助教 (90648586)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワードタンパク質ポリマー / 構造制御技術 / 酵素反応 / ジスルフィド結合 / 立体障害 / 重合 / ジスルフィド / ペルオキシダーゼ / 細胞増殖因子 / 細胞接着因子 / 細胞培養基材
研究成果の概要

多数のタンパク質分子で構成されるタンパク質の高次複合体は、その構造を適切に制御することで最大限に機能を発揮できる。本研究ではシステインとチロシンを含む新たなペプチドタグを考案し、ジスルフィド結合で連結された直鎖状タンパク質ポリマーの調製を達成した。また、タンパク質の立体障害を利用した構造制御法の構築を行い、タンパク質のループドメインに導入されたチロシン残基を介してタンパク質を架橋することで、直鎖状のタンパク質ポリマーが得られることを示し、直鎖状に構造を制御することでタンパク質ポリマーの機能が向上することを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

多数のタンパク質分子を連結させて得られるタンパク質ポリマーは、多価効果や協同的な酵素反応を示すなど、優れた声質を持つ。タンパク質ポリマーの構造を制御することで、目的に応じた機能を最大限に発揮することが可能となる。本研究ではタンパク質ポリマーの構造を1次元に制御することを達成し、得られた直鎖状タンパク質ポリマーは、検出用プローブ分子として既存の3次元の枝分かれ構造をとったタンパク質ポリマーよりも高い性能を発揮した。目的に応じて最適な形状にタンパク質ポリマーの構造を制御することで、優れた機能をもったタンパク質ポリマー分子の創製につながると考えられる。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2020 2019 その他

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) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Linear Polymerization of Protein by Sterically Controlled Enzymatic Cross-Linking with a Tyrosine-Containing Peptide Loop2020

    • 著者名/発表者名
      Permana Dani、Minamihata Kosuke、Sato Ryo、Wakabayashi Rie、Goto Masahiro、Kamiya Noriho
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 5 号: 10 ページ: 5160-5169

    • DOI

      10.1021/acsomega.9b04163

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Genetically fused charged peptides induce rapid crystallization of proteins2020

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Minamihata, Keisuke Tsukamoto, Motoyasu. Adachi, Rumi Shimizu, Masahiro Mishina, Ryota Kuroki, Teruyuki Nagamune
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 56 号: 27 ページ: 3891-3894

    • DOI

      10.1039/c9cc09529b

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Polymerization of Horseradish Peroxidase by a Laccase‐Catalyzed Tyrosine Coupling Reaction2019

    • 著者名/発表者名
      Dani Permana, Kosuke Minamihata, Tsuneyuki Tatsuke, Jae M. Lee, Takahiro Kusakabe, Masahiro Goto, and Noriho Kamiya
    • 雑誌名

      Biotechnology Journal

      巻: in press 号: 6 ページ: 1800531-1800531

    • DOI

      10.1002/biot.201800531

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Formation of Linear Protein Polymer by Controlling Enzymatic Cross-linking Reaction with a Tyrosine-containing Loop Peptide.2020

    • 著者名/発表者名
      D. Permana, K. Minamihata, R. Sato, R. Wakabayashi, M. Goto, N. Kamiya
    • 学会等名
      he 12th Asian Federation of Biotechnology (AFOB) Regional Symposium 2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 分子クラウディング環境下における酵素触媒を介したタンパク質集合化挙動2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤 崚, 南畑 孝介, 後藤 雅宏, 神谷 典穂
    • 学会等名
      化学工学会第85年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Single peptide-tag specific assembly of functional proteins by enzymatic crosslinking reaction2019

    • 著者名/発表者名
      R. Sato, K. Minamihata, M. Goto, N. Kamiya
    • 学会等名
      The 32nd International symposium on Chemical Engineering
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] タンパク質の片末端集合化を可能にするPolyTagの機能性評価2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤 崚, 南畑 孝介, 後藤 雅宏, 神谷 典穂
    • 学会等名
      2019年度生物工学若手研究者の集い
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 酵素触媒によるペプチドタグ特異的な異種タンパク質の集合化2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤 崚, 南畑 孝介, 後藤 雅宏, 神谷 典穂
    • 学会等名
      第13回バイオ関連化学シンポジウム2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 組成制御が可能な異種タンパク質集合体調整法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤 崚, 南畑 孝介, 後藤 雅宏, 神谷 典穂
    • 学会等名
      酵素工学研究会 第82回講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 酵素触媒によるペプチドタグを起点としたタンパク質ポリマー形成2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤崚, 南畑孝介, 後藤雅宏, 神谷典穂
    • 学会等名
      化学工学会第84年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      http://bioeng.cstm.kyushu-u.ac.jp/index.htm

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-02-19  

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