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超好熱菌由来タンパク質を利用した抗体scaffoldの開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K05827
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38030:応用生物化学関連
研究機関大阪大学

研究代表者

古賀 雄一  大阪大学, 工学研究科, 准教授 (30379119)

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
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード可溶性改変 / binding scaffold / 熱安定性 / Binding scaffold / 人工抗体 / ファージディスプレイ / 可溶性発現 / Binfing scaffold / scaffold protein / thermalstability / phage display / antibody
研究開始時の研究の概要

人工抗体分子として活用できるscaffoldタンパク質の開発を行う。Scaffold タンパク質とは、分子全体構造を構成する分子骨格と改変可能な標的結合領域からなり、結合領域をタンパク質工学的に改変することによって、任意の標的に特異的に結合する分子を得るためのプラットフォームである。本研究では、超好熱菌由来酵素で、極めて高い安定性と、金属イオン配位による構造変化が予測できる、免疫グロブリン型タンパク質ドメインを材料として、高安定性、低分子、高生産性、高改変性等の第三世代抗体医薬品として求められる特性を持った新規のタンパク質scaffoldを開発する

研究成果の概要

超好熱菌由来プロテアーゼの一部であるSD1の可溶性を向上させるために、複数の構造予測プログラム(foldx とTango)を使った合理的設計によって SD1変異体を工学的に設計した。設計された変異体を大腸菌で発現させたところ。SD1表面残基の変異(Y15K, W18R, S106R)により、可溶性発現が改善された。さらに、計算により同定された凝集の原因になりやすい領域(APR)に変異(S26K, Q91P)を導入すると、可溶性発現が向上した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

超好熱菌由来プロテアーゼの一部であるSD1は、抗体の基質結合ドメインと類似の構造をとっており、標的に対して特異的に結合する分子(binding scaffold)としての開発が期待されるが、タンパク質の可溶性に問題があった。本研究で可溶性の向上したSD1が得られたことから、SD1のbinding scaffoldとしての課題を解決したものである。

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

    (8件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Production of monoclonal shark-derived immunoglobulin new antigen receptor antibodies using Chinese hamster ovary cell expression system2021

    • 著者名/発表者名
      Hajime Enatsu, Nako Okamoto, Yoshiki Nomura, Masayoshi Onitsuka, Noriko Yamano-Adachi, Yuichi Koga, Takeshi Omasa
    • 雑誌名

      Journal of bioscience and bioengineering

      巻: 132 号: 3 ページ: 302-309

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2021.04.015

    • NAID

      40022688030

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Insertion loop‐mediated folding propagation governs efficient maturation of hyperthermophilic Tk‐subtilisin at high temperatures2020

    • 著者名/発表者名
      Uehara R., Dan N., Amesaka H., Yoshizawa T., Koga Y.., Kanaya S., Takano K., Matsumura H., Tanaka SI.
    • 雑誌名

      FEBS letters

      巻: 594 号: 4 ページ: 452-461

    • DOI

      10.1002/1873-3468.14028

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Affinity shift of ATP upon glycerol binding to a glycerol kinase from the hyperthermophilic archaeon Thermococcus kodakarensis KOD12020

    • 著者名/発表者名
      Hokao R., Matsumura H., Katsumi R., Angkawidjaja C., Takano K., Kanaya S., Koga Y.
    • 雑誌名

      J. Biosci. Bioeng.

      巻: 129 号: 6 ページ: 657-663

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2019.12.008

    • NAID

      40022261697

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anaerobic glycerol-3-phosphate dehydrogenase complex from hyperthermophilic archaeon Thermococcus kodakarensis KOD1.2019

    • 著者名/発表者名
      Koga Y., Konishi K., Kobayashi A., Kanaya S., Takano K.
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Biotechnology

      巻: 127 号: 6 ページ: 679-685

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2018.11.012

    • NAID

      40021920321

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Protein trans-splicingを利用した耐熱性プロテアーゼ再構成の検討2019

    • 著者名/発表者名
      巽 祐介,山野-足立 範子, 古賀 雄一, 大政 健史
    • 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] 有機溶媒中におけるTk-subtilisinの酵素活性の解析2019

    • 著者名/発表者名
      宮田大暉, 山野-足立 範子, 古賀 雄一, 大政 健史
    • 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] 超好熱古細菌(始原菌)由来プロテアーゼ(Tk-SP)のProペプチドが成熟化に与える影響2019

    • 著者名/発表者名
      長尾征秀, 前川大樹, 山野-足立 範子, 古賀 雄一, 大政 健史
    • 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] Novel application of proteins from hyperthermophiles2019

    • 著者名/発表者名
      古賀雄一
    • 学会等名
      Thai society of biotechnology 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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