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抗P2X4抗体Fabの構造を基盤とした大腸菌発現の改良およびFabの高機能化

研究課題

研究課題/領域番号 21K06517
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47020:薬系分析および物理化学関連
研究機関国際医療福祉大学

研究代表者

阿部 義人  国際医療福祉大学, 福岡薬学部, 教授 (60315091)

研究分担者 山下 智大  九州大学, 薬学研究院, 講師 (30645635)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023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)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード抗P2X4抗体 / タンパク質工学 / タンパク質化学 / 大腸菌発現 / 抗体工学 / 大腸菌発現系 / Fab / P2X4受容体
研究開始時の研究の概要

低分子化抗体Fabは安定性、抗原親和性が優れており、抗体医薬品の次世代フォーマットとして期待されている。Fabは大腸菌発現から得られたリコンビナントが医薬品にも使われているが、リコンビナントFabは各抗体依存的に発現量が少ないものも多い。そこで我々は大腸菌発現系で調製した可溶性抗P2X4抗体Fabのアミノ酸変異を行い、大腸菌発現量の理論的な改良を目指す。さらに調製したFab を利用し、痛みのターゲット分子であるP2X4受容体の機能抑制を目標とした酵素とのコンジュゲート抗体の調製および評価を行う。また抗体医薬品において問題となっている凝集抑制を目的とした糖鎖付加法の開発を行う。

研究成果の概要

我々は抗P2X4抗体のH鎖Ser35をアラニンに変異したH-S35AFabにおいて、結合親和性を変えずに回収量が6~7倍に増加することを見出している。そこでH鎖Ser35のアミノ酸変異による発現量、構造および安定性などの影響を調べた。その結果、抗体Fabの発現量が、H鎖の35番目のアミノ酸側鎖の疎水性に依存していること、さらには安定性と発現量は一概には比例しないことを見出した。また抗体FabとATP加水分解酵素を化学的に架橋した機能性抗体、また糖鎖もしくはPEGを付加した抗体の調製を試みた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

低分子化抗体Fabは安定性、抗原親和性が優れており、抗体医薬品の次世代フォーマットとして期待されている。Fabは大腸菌発現から得られたリコンビナントが医薬品にも使われているが、リコンビナントFabは各抗体依存的に発現量が少ないものも多い。よってアミノ酸変異を用いて、大腸菌発現量を理論的にコントロールできれば抗体製剤の発展に繋がっていく可能性があると考え、本研究を行った。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (4件)

  • [国際共同研究] チュラロンコン大学(タイ)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Oligomeric state of the N-terminal domain of DnaT for replication restart in Escherichia coli2023

    • 著者名/発表者名
      Inoue Shogo、Ikeda Yohei、Fujiyama Saki、Ueda Tadashi、Abe Yoshito
    • 雑誌名

      Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Proteins and Proteomics

      巻: 1871 号: 5 ページ: 140929-140929

    • DOI

      10.1016/j.bbapap.2023.140929

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improvement of the affinity of an anti-rat P2X4 receptor antibody by introducing electrostatic interactions2022

    • 著者名/発表者名
      Shinozaki Chinatsu、Kohno Keita、Shiroishi Mitsunori、Takahashi Daisuke、Yoshikawa Yu、Abe Yoshito、Hamase Kenji、Nakakido Makoto、Tsumoto Kohei、Inoue Kazuhide、Tsuda Makoto、Ueda Tadashi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 131-131

    • DOI

      10.1038/s41598-021-03784-w

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Expression and Functional Evaluation of Recombinant Anti-receptor Activator of Nuclear Factor Kappa-B Ligand Monoclonal Antibody Produced in Nicotiana benthamiana2021

    • 著者名/発表者名
      Boonyayothin Wanuttha、Sinnung Sirorut、Shanmugaraj Balamurugan、Abe Yoshito、Strasser Richard、Pavasant Prasit、Phoolcharoen Waranyoo
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 12 ページ: 683417-683417

    • DOI

      10.3389/fpls.2021.683417

    • 関連する報告書
      2021 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] Functional Characterization of Pembrolizumab Produced in Nicotiana benthamiana Using a Rapid Transient Expression System2021

    • 著者名/発表者名
      Phakham Tanapati、Bulaon Christine Joy I.、Khorattanakulchai Narach、Shanmugaraj Balamurugan、Buranapraditkun Supranee、Boonkrai Chatikorn、Sooksai Sarintip、Hirankarn Nattiya、Abe Yoshito、Strasser Richard、Rattanapisit Kaewta、Phoolcharoen Waranyoo
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 12 ページ: 736299-736299

    • DOI

      10.3389/fpls.2021.736299

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 立体構造を基盤としたantiP2X4抗体Fab生産法の改良2023

    • 著者名/発表者名
      阿部義人
    • 学会等名
      第13回国際医療福祉大学学会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 抗P2X4抗体Fabの立体構造を基盤とした大腸菌発現系の改良2023

    • 著者名/発表者名
      阿部義人, 御供田将士, 植田正
    • 学会等名
      第23回日本蛋白質科学年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 立体構造を基盤としたantiP2X4抗体Fab生産法の改良2022

    • 著者名/発表者名
      阿部義人
    • 学会等名
      第12回国際医療福祉大学学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ATP受容体P2X4の機能を抑制する誘導体化抗体の創製2021

    • 著者名/発表者名
      阿部義人
    • 学会等名
      第11回国際医療福祉大学学会学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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