| 研究課題/領域番号 |
21J14412
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 審査区分 |
小区分37010:生体関連化学
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| 研究機関 | 東京農工大学 |
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研究代表者 |
岡田 隼輔 東京農工大学, 大学院工学府, 特別研究員(DC2)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-28 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2022年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
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| キーワード | 蛋白質 / フォールディング / 天然構造 / ジスルフィド結合 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
蛋白質は薬剤及び機能性材料として広く用いられる重要な機能性分子である。その生物学的機能や薬効の発現は、天然構造への折り畳みにより実現される（フォールディング）。しかし、蛋白質の大量生産時、天然構造とは異なる構造（非天然構造）が度々形成され、活性蛋白質の収率低下を引き起こす。従って、天然構造へのフォールディングを促進する技術開発は、製薬分野を初めとする蛋白質関連産業、及び学術分野において重要な研究課題となっている。本研究では、フォールディング促進に寄与する生体酵素に着目し、酵素の分子構造を包括的に模倣した材料開発を試みる。生体酵素様作用機序に基づく促進材料開発により、促進効率の向上を狙う。
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| 研究実績の概要 |
ジスルフィド結合形成を伴う蛋白質のフォールディングを効率的に進める技術の構築に成功した。本研究課題では、酸化的フォールディング促進に密接に関与するProtein Disulfide Isomerase(PDI)に着目し、PDIの構造要素を模倣した材料を開発した。PDIファミリーの活性中心にはチオール基が存在し、その近傍には塩基性ユニットが配置される。本研究では、チオール基と塩基性ユニットを系統的に配置した複数の新規化合物を開発し、開発分子の促進効果について、複数のモデル蛋白質を用いて調べた。連結ユニットの種類や連結数を変化させることで、促進能も大きく変化し、既知の促進分子に比べ、開発分子は著しくフォールディングを進めることが明らかとなった。確認された顕著な促進効果について、開発分子が有するチオール基の酸性度や酸化還元特性から定量的に議論することに成功し、国内学会にて複数件の発表、並びに論文報告をした。
2023年3月現在、国内におけるジスルフィド結合含有蛋白質のリフォールディング関連特許は約300件に上る。その多くは、医学や医薬品産業において重要な高機能蛋白質の生産プロトコル開発に関するものであるが、用いられる化合物種は限定的であるのが現状である。本研究成果によりフォールディング促進に有効な分子設計指針が明らかとなり、促進剤の知見が拡張されたことから、リフォールディング収率の向上など、蛋白質関連産業において多大なインパクトが見込まれる。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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