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多種多様な材質の担体に適用可能な糖鎖界面形成技術の開発とバイオ分離精製への応用

研究課題

研究課題/領域番号 19K05042
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26030:複合材料および界面関連
研究機関福岡大学

研究代表者

瀬戸 弘一  福岡大学, 工学部, 助教 (70621126)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード糖鎖高分子 / カテコール基 / コーティング / 分子認識界面 / バイオ分離精製 / カテコール / 界面形成
研究開始時の研究の概要

糖鎖を用いたバイオセパレーションマテリアル作製が煩雑で糖鎖密度の制御が困難という問題を解決するため、本研究では簡便で多種多様な材質・形状の担体に適用可能な糖鎖界面形成技術を確立して、糖鎖の生体分子認識機能を利用したバイオセパレーションシステムを開発する。表面解析および分子間相互作用解析を駆使して、それぞれカテコール基の固定化機能および糖鎖の分子認識機能を評価することで、バイオ医薬のコスト低減に直結する実用的なバイオ分離精製技術開発を目指す。

研究成果の概要

化学的に安定な糖鎖で担体表面を修飾し、抗体に匹敵する糖鎖の生体分子認識機能をバイオセパレーションに活用することが期待されている。これまでの糖鎖による表面修飾は、担体の種類によって手法を使い分けなければならず、その操作もステップ数が多く煩雑であるといった問題があった。そこで我々は、糖鎖界面の形成および糖鎖密度の制御を簡便にするため、基板固定化部位として担体の材質に依存せず接着可能なカテコール基と生体物質認識部位として糖鎖を有する高分子を設計し、糖鎖界面を容易に形成できる技術を開発した。さらに、この技術を用いて糖鎖の生体分子認識機能を利用したバイオセパレーションに応用した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

糖鎖はその化学的安定性から抗体などのタンパク質よりも優れており、生体物質に対する特異性も抗体に匹敵する。しかし、複雑で多様な構造をもつ糖鎖は構造解析や機能解明が難しく、タンパク質やDNAに比べて研究が遅れているのが現状である。これらの課題を踏まえ我々は、デバイスの構築プロセスにメリットをもたせる重要性に着目し、高い接着性を発現する天然ポリフェノールからアイデアを得た糖鎖界面形成技術を考案した。糖鎖の優れた生体分子認識機能を利用したバイオセパレーションが実用化されれば、バイオ医薬の製造コスト削減につながる。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件) 学会発表 (17件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Preparation and characterization of glycopolymers with biphenyl spacers <i>via</i> Suzuki coupling reaction2021

    • 著者名/発表者名
      Seto Hirokazu、Tono Takumi、Nagaoka Akiko、Yamamoto Mai、Hirohashi Yumiko、Shinto Hiroyuki
    • 雑誌名

      Organic and Biomolecular Chemistry

      巻: 19 号: 20 ページ: 4474-4477

    • DOI

      10.1039/d1ob00617g

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of microparticle counting sensor based on structural and spectroscopic properties of metal mesh device.2021

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Seto, Atsushi Saiki, Ryosuke Matsushita, Wataru Mitsukami, Seiji Kamba, Makoto Hasegawa, Yoshiko Miura, Yumiko Hirohashi, Hiroyuki Shinto
    • 雑誌名

      Advanced Powder Technology

      巻: - 号: 6 ページ: 1920-1926

    • DOI

      10.1016/j.apt.2021.04.002

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visual sensing of proteins using gold nanoparticles coated with polyphenolic glycoside.2020

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Seto, Mao Harada, Hiroki Sakamoto, Hidenori Nagaura, Tatsuya Murakami, Ichiro Kimura, Yumiko Hirohashi, Hiroyuki Shinto
    • 雑誌名

      Advanced Powder Technology

      巻: 31 号: 9 ページ: 4129-4133

    • DOI

      10.1016/j.apt.2020.08.018

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Adhesion and cytotoxicity of positively charged nanoparticles toward budding yeast Saccharomyces cerevisiae and fission yeast Schizosaccharomyces pombe2020

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Shinto, Miho Takiguchi, Yume Furukawa, Haruka Minohara, Maki Kojima, Chika Shigaki, Yumiko Hirohashi, Hirokazu Seto
    • 雑誌名

      Advanced Powder Technology

      巻: 31 号: 9 ページ: 3686-3694

    • DOI

      10.1016/j.apt.2020.06.043

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation of glyco-functionalized interfaces for protein binding using polyphenolic glycoside.2020

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Seto, Mao Harada, Hidenori Nagaura, Honoka Taniguchi, Tatsuya Murakami, Ichiro Kimura, Yumiko Hirohashi, Hiroyuki Shinto
    • 雑誌名

      Carbohydrate Research

      巻: - ページ: 108002-108002

    • DOI

      10.1016/j.carres.2020.108002

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of palladium-loaded polymer hydrogel catalysts with high durability and recyclability2020

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Seto, Hikaru Matsumoto, Yoshiko Miura
    • 雑誌名

      Polymer Journal

      巻: - 号: 7 ページ: 671-679

    • DOI

      10.1038/s41428-020-0323-z

    • NAID

      40022335652

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effect of exposure temperature on the cell membrane disruption induced by amorphous silica nanoparticles in erythrocytes, lymphocytes, and malignant melanocytes2020

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Shinto, Tomonori Fukasawa, Kosuke Yoshisue, Hirokazu Seto, Takaharu Kawano, Yumiko Hirohashi
    • 雑誌名

      Advanced Powder Technology

      巻: 31 号: 2 ページ: 835-842

    • DOI

      10.1016/j.apt.2019.12.001

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 生体分子認識部位および担体固定化部位をもつ合成高分子を用いたタンパク質のアフィニティー吸着2021

    • 著者名/発表者名
      瀬戸 弘一, 長浦 秀憲, 大岩 快, 結城 亮, 廣橋 由美子, 新戸 浩幸
    • 学会等名
      化学工学会第87年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Effect of exposure environment on adhesion and cytotoxicity of nanoparticles toward budding yeast and fission yeast2021

    • 著者名/発表者名
      Maki Kojima, Chika Shigaki, Yumiko Hirohashi, Hirokazu Seto, Hiroyuki Shinto
    • 学会等名
      8th Asian Particle Technology Symposium APT2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 金属触媒反応を利用した蛍光性糖鎖誘導体の合成2021

    • 著者名/発表者名
      瀬戸 弘一, 東納 拓海, 渡邉 昴甫, 廣橋 由美子, 新戸 浩幸
    • 学会等名
      化学工学会第52回秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] あらゆる基材に適用できるコーティング剤の開発とその評価2021

    • 著者名/発表者名
      瀬戸 弘一
    • 学会等名
      ナノテクノロジープラットフォーム利用成果発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 分子認識界面の形成および分離材料・検出材料への応用2020

    • 著者名/発表者名
      瀬戸 弘一
    • 学会等名
      令和2年度九州地区高分子若手研究会・冬の講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 酵母へのナノプラスチックの付着・取込・毒性に及ぼす曝露環境の影響2020

    • 著者名/発表者名
      小嶋真季, 志垣知佳, 廣橋由美子, 瀬戸弘一, 新戸浩幸
    • 学会等名
      化学工学会九州支部オンライン学生発表会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 担体固定化部位および生体分子認識部位をもつ合成高分子の開発2020

    • 著者名/発表者名
      長浦 秀憲, 瀬戸 弘一, 廣橋 由美子, 新戸 浩幸
    • 学会等名
      化学工学会第51回秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 天然および合成ポリフェノール配糖体を用いた生体物質吸着界面の形成2020

    • 著者名/発表者名
      瀬戸 弘一, 原田 真緒, 長浦 秀憲, 廣橋 由美子, 新戸 浩幸
    • 学会等名
      化学工学会第51回秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 量子ドット担持シリカ粒子の作製および蛍光粒子プローブとしての応用2020

    • 著者名/発表者名
      満畑 亮,瀬戸 弘一,廣橋 由美子,藤井 文彦,新戸 浩幸
    • 学会等名
      第71回コロイドおよび界面化学討論会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 出芽および分裂酵母へのナノ粒子の付着・取込・毒性に及ぼす媒体塩分濃度の影響2020

    • 著者名/発表者名
      小嶋 真季,志垣 知佳,廣橋 由美子,瀬戸 弘一,新戸 浩幸
    • 学会等名
      第71回コロイドおよび界面化学討論会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 粒子物性および曝露環境がシリカ粒子の溶血作用に対して及ぼす影響2020

    • 著者名/発表者名
      増田 優太,野中 康平,田中 和輝,廣橋 由美子,瀬戸 弘一,新戸 浩幸
    • 学会等名
      第71回コロイドおよび界面化学討論会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 金属メッシュデバイスの分光特性を活用したマイクロ粒子の検出2020

    • 著者名/発表者名
      瀬戸 弘一, 佐伯 篤志, 松下 亮佑, 満上 亘, 神波 誠治, 廣橋 由美子, 新戸 浩幸
    • 学会等名
      第80回分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 天然および合成ポリフェノールを用いた分子認識界面の構築2020

    • 著者名/発表者名
      瀬戸弘一、原田真緒、谷口穂乃花、長浦秀憲、廣橋由美子、新戸浩幸
    • 学会等名
      化学工学会第85年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 酵母へのナノプラスチックの付着・取込・毒性に及ぼす媒体塩分濃度の影響2020

    • 著者名/発表者名
      小嶋真季、志垣知佳、廣橋由美子、瀬戸弘一、新戸浩幸
    • 学会等名
      化学工学会第85年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Suzukiカップリング反応を利用した糖鎖高分子の作製およびタンパク質結合性評価2019

    • 著者名/発表者名
      東納拓海、永岡亜希子、山本眞唯、高寄亜祐、瀬戸弘一、廣橋由美子、新戸浩幸
    • 学会等名
      第56回化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] マクロファージに対する糖鎖修飾粒の付着・取込のフローサイトメトリー解析2019

    • 著者名/発表者名
      兒玉碧、増田優太、廣橋由美子、瀬戸弘一、新戸浩幸
    • 学会等名
      第56回化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] シリカ粒子による赤血球の膜破壊のメカニズム解明2019

    • 著者名/発表者名
      増田優太、熊谷理奈、久保興毅、東将大、深澤智典、廣橋由美子、瀬戸弘一、新戸浩幸
    • 学会等名
      第56回化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 福岡大学工学部化学システム工学科

    • URL

      http://www.tec.fukuoka-u.ac.jp/tk/

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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