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タンパク質ケージによるアミロイドオリゴマーの精密構造決定

研究課題

研究課題/領域番号 18K19143
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分37:生体分子化学およびその関連分野
研究機関東京工業大学

研究代表者

上野 隆史  東京工業大学, 生命理工学院, 教授 (70332179)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2019年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2018年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワードベータアミロイド / タンパク質工学 / タンパク質ケージ / フェリチン / アミロイド / 超分子集合体 / 自己集合
研究成果の概要

アルツハイマー病発症の鍵をにぎるアミロイドファイバーの形成過程は、国内外の研究者によって精力的に研究が進められている。最近では、少数のアミロイドベータペプチド単量体(Ab)からなるAbオリゴマーが、Abファイバー形成時に比べ高い毒性を持つことが報告されており、単量体からファイバー形成への中間反応となるオリゴマー形成プロセスの理解が重要かつ緊急な課題となっている。本研究では、オリゴマー形成過程の全容解明に向けた革新的な手法として蛋白質ケージへの内包を利用したAb42オリゴマーの孤立化手法を確立し、様々なフラグメントをタンパク質ケージ内に集合させることに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

アルツハイマー病やパーキンソン病の克服は高齢化問題の重要な解決策となることから、ベータアミロイドに加え、それらの原因となるαシヌクレイン、タウ蛋白質の凝集過程の研究は盛んに進められている。特に、凝集体の高分解能構造決定は機構解明には不可欠であるが、高い凝集性を有するサンプルの調製は困難である。本研究のオリゴマーの単離・精製と結晶化に蛋白質ケージ機能化を利用する全く新しい発想に基づく手法は、ウイルス等のサイズや形状の異なる蛋白質ケージに展開することによって、様々なターゲット蛋白質に適用できるばかりでなく、単一蛋白質の内包等にも発展する。

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

    (67件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 6件、 査読あり 13件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (38件) (うち国際学会 19件、 招待講演 17件) 図書 (6件) 備考 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] 清華大学(中国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] マサチューセッツ工科大学(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] TATA基礎科学研究所(インド)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] 清華大学(中国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] KAIST(韓国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] NTU(シンガポール)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Design of Multinuclear Gold Binding Site at the Two-fold Symmetric Interface of the Ferritin Cage.2020

    • 著者名/発表者名
      Yuki Hishikawa,Basudev Maity,Nozomi Ito,Satoshi Abe,Diannan Lu,Takafumi Ueno.
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 49 号: 7 ページ: 840-844

    • DOI

      10.1246/cl.200217

    • NAID

      130007872571

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Dynamic behavior of an artificial protein needle contacting a membrane observed by high-speed atomic force microscopy2020

    • 著者名/発表者名
      Ueno Takafumi、Niwase Kento、Tsubokawa Daisho、Kikuchi Kosuke、Takai Natsumi、Furuta Tadaomi、Kawano Ryuji、Uchihashi Takayuki
    • 雑誌名

      Nanoscale

      巻: in press 号: 15 ページ: 8166-8173

    • DOI

      10.1039/d0nr01121e

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Site-Selective Protein Chemical Modification of Exposed Tyrosine Residues Using Tyrosine Click Reaction2020

    • 著者名/発表者名
      Sato Shinichi、Matsumura Masaki、Kadonosono Tetsuya、Abe Satoshi、Ueno Takafumi、Ueda Hiroshi、Nakamura Hiroyuki
    • 雑誌名

      Bioconjugate Chemistry

      巻: in press 号: 5 ページ: 1417-1424

    • DOI

      10.1021/acs.bioconjchem.0c00120

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Coordination design of cadmium ions at the 4-fold axis channel of the apo-ferritin cage2019

    • 著者名/発表者名
      Abe Satoshi、Ito Nozomi、Maity Basudev、Lu Chenlin、Lu Diannan、Ueno Takafumi
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 印刷中 号: 26 ページ: 9759-9764

    • DOI

      10.1039/c9dt00609e

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Recent progresses in the accumulation of metal ions into the apo-ferritin cage: Experimental and theoretical perspectives2019

    • 著者名/発表者名
      Maity Basudev、Hishikawa Yuki、Lu Diannan、Ueno Takafumi
    • 雑誌名

      Polyhedron

      巻: 印刷中 ページ: 104-111

    • DOI

      10.1016/j.poly.2019.03.048

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Engineering of protein crystals for development of bionanomaterials2019

    • 著者名/発表者名
      Khanh Nguyen Tien、Toan Pham Thuc、Ueno Takafumi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 58 号: SI ページ: SI0802-SI0802

    • DOI

      10.7567/1347-4065/ab1399

    • NAID

      210000156508

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Encapsulation of biomacromolecules by soaking and co-crystallization into porous protein crystals of hemocyanin2019

    • 著者名/発表者名
      Tsubasa Hashimoto, Yuxin Ye, Asuka Matsuno, Yuki Ohnishi, Akira Kitamura, Masataka Kinjo, Satoshi Abe, Takafumi Uenod, Min Yao, Tomohisa Ogawa, Takashi Matsuia, Yoshikazu Tanaka
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 509 号: 2 ページ: 577-584

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2018.12.096

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Construction of supramolecular nanotubes from protein crystals2019

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Tien Khanh、Negishi Hashiru、Abe Satoshi、Ueno Takafumi
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 10 号: 4 ページ: 1046-1051

    • DOI

      10.1039/c8sc04167a

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Engineering of protein crystals for development of bionanomaterials2019

    • 著者名/発表者名
      T. K. Nguyen, T. T. Pham, and T Ueno
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 印刷中

    • NAID

      210000156508

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoinduced in Vivo Magnetic Resonance Imaging (MRI) with Rapid CO Release from an MnCO-Protein Needle Composite2018

    • 著者名/発表者名
      Hyodo Fuminori、Sho Takeya、Maity Basudev、Fujita Kenta、Tachibana Yoko、Akashi Satoko、Mano Megumi、Hishikawa Yuki、Matsuo Masayuki、Ueno Takafumi
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 24 号: 45 ページ: 11578-11583

    • DOI

      10.1002/chem.201802445

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Raman spectroscopy insight into Norovirus encapsulation in Bombyx mori cypovirus cubic microcrystals2018

    • 著者名/発表者名
      Mori Hajime、Oda Naoki、Abe Satoshi、Ueno Takafumi、Zhu Wenliang、Pernstich Chris、Pezzotti Giuseppe
    • 雑誌名

      Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy

      巻: 203 ページ: 19-30

    • DOI

      10.1016/j.saa.2018.05.066

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Supramolecular protein cages constructed from a crystalline protein matrix2018

    • 著者名/発表者名
      Negishi Hashiru、Abe Satoshi、Yamashita Keitaro、Hirata Kunio、Niwase Kento、Boudes Marion、Coulibaly Fasseli、Mori Hajime、Ueno Takafumi
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 54 号: 16 ページ: 1988-1991

    • DOI

      10.1039/c7cc08689j

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 架橋化多孔性タンパク質結晶を利用した水素製造光触媒システムの構築2018

    • 著者名/発表者名
      Tabe Hiroyasu、Takahashi Hikaru、Shimoi Takuya、Abe Satoshi、Ueno Takafumi、Yamada Yusuke
    • 雑誌名

      Applied Catalysis B: Environmental

      巻: 237 ページ: 1124-1129

    • DOI

      10.1016/j.apcatb.2018.01.046

    • URL

      https://ocu-omu.repo.nii.ac.jp/records/2019618

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Functionalization of protein crystals with metal ions, complexes and nanoparticles2018

    • 著者名/発表者名
      Abe Satoshi、Maity Basudev、Ueno Takafumi
    • 雑誌名

      Current Opinion in Chemical Biology

      巻: 43 ページ: 68-76

    • DOI

      10.1016/j.cbpa.2017.11.015

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Construction of Fibril Protein Assembly From Protein Crystals2020

    • 著者名/発表者名
      Thuc Toan PHAM,Satoshi Abe,Hashiru Negishi,Takafumi Ueno
    • 学会等名
      The 100th CSJ Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ミニタンパク質融合多角体タンパク質の細胞内結晶化2020

    • 著者名/発表者名
      小島摩利子,安部聡,上野隆史
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Design of the Two-dimensional Protein Assembly Patterns by Modifying the Tip of β-helical Protein Needle2020

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Kikuchi,Takafumi Ueno
    • 学会等名
      The 100th CSJ Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] タンパク質の迅速構造解析を目指した多角体の結晶化設計2020

    • 著者名/発表者名
      安部 聡,小島摩利子,小暮遼河,上野隆史
    • 学会等名
      日本化学会 第100春季年会(2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 細胞内結晶化の最適化2020

    • 著者名/発表者名
      小暮遼河,安部 聡,上野隆史
    • 学会等名
      日本化学会 第100春季年会(2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Disassembly reaction of the ferritin cage observed by high-speed AFM2020

    • 著者名/発表者名
      MAITY Basudev,Zhipeng LI,Kento NIWASE,Diannan LU,Takafumi UENO,Takafumi
    • 学会等名
      The 100th Annual Meeting 2020 of CSJ
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Artifical enzymes Artifical enzymes using protein assemblies2020

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Ueno
    • 学会等名
      8th ELSI SYMPOSIUM EXTENDING VIEWS OF CATALYSIS
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 外来タンパク質固定化のための細胞内タンパク質結晶の空間設計2019

    • 著者名/発表者名
      安部 聡,上野隆史
    • 学会等名
      日本結晶学会令和元年(2019年度)年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 高速原子間力顕微鏡による針状タンパク質の集合体構造の解析2019

    • 著者名/発表者名
      菊池幸祐,上野隆史
    • 学会等名
      第9回CSJ化学フェスタ2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Engineering of Protein Assembly? for Coordination Chemistry2019

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Ueno
    • 学会等名
      12th CJJSMCC 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] アミロイドβ融合蛋白質ケージの設計とその動的挙動解析2019

    • 著者名/発表者名
      亀山志織,MAITYBASUDEV,安部聡,上野隆史
    • 学会等名
      第9回CSJ化学フェスタ
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 多角体タンパク質の結晶化設計2019

    • 著者名/発表者名
      安部 聡,小島摩利子,上野隆史
    • 学会等名
      第13回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 原子、分子そして生命へ2019

    • 著者名/発表者名
      上野隆史
    • 学会等名
      錯体化学会第69回討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ミニタンパク質融合多角体タンパク質の結晶設計2019

    • 著者名/発表者名
      小島摩利子,安部聡,上野隆史
    • 学会等名
      第13回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 高速原子間力顕微鏡による針状タンパク質の集合体観察2019

    • 著者名/発表者名
      菊池幸祐,上野隆史
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] アミロイドβオリゴマー形成機序の解明に向けた融合蛋白質ケージの設計2019

    • 著者名/発表者名
      亀山志織,MAITYBASUDEV,安部聡,上野隆史
    • 学会等名
      第13回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 球状タンパク質フェリチンを用いたアミロイドβオリゴマーの動的挙動追跡2019

    • 著者名/発表者名
      亀山志織,MAITYBASUDEV,安部聡,上野隆史
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Construction of Supramolecular Structures from Protein Crystals2019

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Ueno
    • 学会等名
      10th International Conference on Materials for Advanced Technologies
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Construction of Protein Needle with Cargo Protein from Norovirus2019

    • 著者名/発表者名
      Que Dan NGUYEN,Kazuhiko Katayama,Takafumi Ueno
    • 学会等名
      10th International Conference on Materials for Advanced Technologies
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Assembly Formation of Needle-Like Protein from Bacteriophage T4 Observed by High Speed Atomic Force Microscopy2019

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Kikuchi,Kento Niwase,Takafumi Ueno
    • 学会等名
      10th International Conference on Materials for Advanced Technologies
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] In Cell Protein Crystals Containing Organometallic Complexes2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Abe,Takafumi Ueno
    • 学会等名
      15th International Symposium on Applied Bioinorganic Chemistry
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Creation of functional materials using in vivo protein crystals2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Abe,Makoto Kasamatsu,Takafumi Ueno
    • 学会等名
      第68回高分子年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] In vivo crystallization of polyhedra protein fused with metal binding peptide”2019

    • 著者名/発表者名
      Mariko Kojima,Satoshi Abe,Takafumi Ueno
    • 学会等名
      第68回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Protein Crystal Engineering for Coordination Chemistry2019

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Ueno
    • 学会等名
      China-Japan Symposium of Functional Coordination Chemistry
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] In cell design of protein assembly materials2019

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Ueno
    • 学会等名
      Japan-BIOCEV conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Solid-biocatalysts constructed from immobilized enzymes within in vivo protein crystals2019

    • 著者名/発表者名
      Tien Khanh Nguyen,Satoshi Abe,Takafumi Ueno
    • 学会等名
      13th Biofunctioned conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Solid biocatalysts designed from in vivo protein crystals2019

    • 著者名/発表者名
      Tien Khanh Nguyen,Satoshi Abe,Takafumi Ueno
    • 学会等名
      68th Symposium on Macromolecules
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] タンパク質結晶工学による新機能材料2019

    • 著者名/発表者名
      上野隆史
    • 学会等名
      第28回ポリマー材料フォーラム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Protein crystals for designing biosupramolecular materials2019

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Ueno
    • 学会等名
      Tokyo Tech NCCR Molecular Systems Engineering Joint Symposium, Basel,
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Bioinorganic Design of Protein Assembly2019

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Ueno
    • 学会等名
      2019 KAIST School of Molecular Science BK21 Workshop
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Metal Coordination Functions Designed in Protein Cage2018

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Ueno
    • 学会等名
      3rd Japan-UK Joint Symposium on Coordination Chemistry
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Metal Coordination and Function Designed in Protein Assembly2018

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Ueno
    • 学会等名
      2018 Korea-Taiwan-Japan Bioinorganic Chemistry Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Functional Design of Protein Cage for Sustainable Bionanomaterial2018

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Ueno
    • 学会等名
      ASPIRE League forum
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Functions designed in Crystalline Protein Assembly?2018

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Ueno
    • 学会等名
      JST Fujita ACCEL International Symposium Coordination Chemistry for Structural Elucidation ICCC2018?
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Dynamic Process of Proteins Observed in Crystalline Cages2018

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Ueno
    • 学会等名
      The 79th Okazaki Conference Synthetic, Biological, and Hybrid Molecular Engines
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Dynamic Function of Crystalline Protein Assembly2018

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Ueno
    • 学会等名
      ACSIN-14 & ICSPM26, Nanobiology
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Artificial metalloproteins constructed with protein assemblies for bioinorganic materials2018

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Ueno
    • 学会等名
      The 18th Japan-Korea Joint Symposium on Organometallic and Coordination Chemistry
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Artificial metalloproteins constructed with protein assemblies for bionano applications2018

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Ueno
    • 学会等名
      The 9th Asian Biological Inorganic Conference
    • 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] 機能性高分子金属錯体2020

    • 著者名/発表者名
      安部 聡、上野隆史
    • 出版者
      三共出版
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] 光エネルギー変換における分子触媒の新展開2020

    • 著者名/発表者名
      安部 聡、上野隆史
    • 出版者
      化学同人
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] 光エネルギー変換における分子触媒の新展開2019

    • 著者名/発表者名
      安部 聡、上野隆史
    • 出版者
      化学同人
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [図書] 機能性高分子金属錯体2019

    • 著者名/発表者名
      安部 聡、上野隆史
    • 出版者
      三共出版
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [図書] Advances in Bioorganometallic Chemistry2018

    • 著者名/発表者名
      B. Maity, S. Abe, T. Ueno
    • 総ページ数
      472
    • 出版者
      Wiley
    • ISBN
      9780128141977
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [図書] 生命機能に迫る分子化学2018

    • 著者名/発表者名
      上野隆史
    • 総ページ数
      204
    • 出版者
      化学同人
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] Ueno Lab

    • URL

      http://www.ueno.bio.titech.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] Ueno Lab

    • URL

      http://www.ueno.bio.titech.ac.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [産業財産権] 融合タンパク質及びその使用2018

    • 発明者名
      上野隆史、亀山詩織
    • 権利者名
      上野隆史、亀山詩織
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-088420
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-07-25   更新日: 2021-02-19  

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