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ナノ世界のインターフェイス構築へのタンパク質工学的デザイン学

研究課題

研究課題/領域番号 22226013
研究種目

基盤研究(S)

配分区分補助金
研究分野 生物機能・バイオプロセス
研究機関東北大学

研究代表者

熊谷 泉  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10161689)

研究分担者 梅津 光央  東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (70333846)
浅野 竜太郎  東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (80323103)
田中 良和  北海道大学, 大学院・先端生命科学研究院, 准教授 (20374225)
真壁 幸樹  山形大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (20508072)
研究期間 (年度) 2010 – 2012
研究課題ステータス 中途終了 (2012年度)
配分額 *注記
152,230千円 (直接経費: 117,100千円、間接経費: 35,130千円)
2012年度: 32,760千円 (直接経費: 25,200千円、間接経費: 7,560千円)
2011年度: 46,540千円 (直接経費: 35,800千円、間接経費: 10,740千円)
2010年度: 72,930千円 (直接経費: 56,100千円、間接経費: 16,830千円)
キーワード分子認識 / ナノバイオ / 蛋白質 / バイオテクノロジー
研究概要

本研究は、研究代表者がこれまで研究してきた機能抗体断片を構成要素として接合対象素材によらず目的素材間をナノレベルで正確に接合・アセンブリ制御できるバイオインターフェイス分子を創出するプラットフォーム技術を開発し、様々な生体分子・細胞・工学ナノ材料に応じたインターフェイス分子の迅速な適応・進化を可能にする接合分子デザイン工学を提言することを目的とする。そのために、本年度は、下記の研究を行った。
1.タンパク質フォーマットを利用した組換えバイオインターフェイス分子の構築
異なった機能を有する複数の免疫グロブリンフォールドを機能・構造単位と捕らえ、抗体分子骨格を母体として高次多重特異性を持つ組換えバイオインターフェイス分子を、X線結晶構造解析情報を基に作製するため、抗体の抗原結合ドメインのみをペプチドリンカーで融合した二重特異性抗体を大腸菌発現系で調製し、リンカーの設計によってタンパク質の発現量が変化することが分かった。
2.組換えバイオインターフェイス分子の構造・機能解析
1.より作製したバイオインターフェイス分子の構造解析をX線結晶解析などによって行う検討を始めた。細胞架橋用バイオインターフェイス分子については、単独結晶化による構造解析へ向けたサンプル調製の最適化のプロセスを設計した。また、ナノ工学材料特異的抗体断片に関しては、電子顕微鏡によるバイオインターフェイス分子による観察を行うために最適なサンプル調製を見出した。

報告書

(3件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (47件)

すべて 2012 2011 2010

すべて 雑誌論文 (27件) (うち査読あり 21件) 学会発表 (19件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Cytotoxic Enhancement of a Bispecific Diabody by Format Conversion to Tandem Single-chain Variable Fragment (taFv) THE CASE OF THE hEx3 DIABODY2011

    • 著者名/発表者名
      Ryutaro Asano
    • 雑誌名

      The Journal of Biological Chemistry

      巻: 286 号: 3 ページ: 1812-1818

    • DOI

      10.1074/jbc.m110.172957

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Material-binding peptide application-ZnO crystal structure control by means of a ZnO-binding peptide2011

    • 著者名/発表者名
      T.Togashi, N.Yokoo, M.Umetsu, S.Ohara, T.Naka, S.Takami, H.Abe, I.Kumagai, T.Adschiri
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioenginerring

      巻: 111 号: 2 ページ: 140-145

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2010.09.013

    • NAID

      110008460325

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhancement of Cellulolytic Enzyme Activity by Clustering Cellulose Binding Domains on Nanoscaffolds2011

    • 著者名/発表者名
      Do-Myoung Kim
    • 雑誌名

      Small

      巻: 7 号: 5 ページ: 656-664

    • DOI

      10.1002/smll.201002114

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanism of HSV infection through soluble adapter-mediated virus bridging to the EGF receptor2011

    • 著者名/発表者名
      Nakano K, Kobayashi M, Nakamura K, Nakanishi T, Asano R, Kumagai I, Tahara H, Kuwano M, Cohene JB, Glorioso JC.
    • 雑誌名

      Virology

      巻: 413巻 号: 1 ページ: 2-18

    • DOI

      10.1016/j.virol.2011.02.014

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bioassisted capture and release of nanoparticles on nano-lithographed ZnO films2011

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Shimada
    • 雑誌名

      Nanotechnology

      巻: 22 号: 27 ページ: 275302-275302

    • DOI

      10.1088/0957-4484/22/27/275302

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biomimetic engineering of modular bispecific antibodies for biomolecule immobilization2011

    • 著者名/発表者名
      Hideki Watanabe
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 27 号: 16 ページ: 9656-966

    • DOI

      10.1021/la2006259

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高機能性次世代抗体医薬の分子設計2011

    • 著者名/発表者名
      浅野 竜太郎
    • 雑誌名

      細胞

      巻: 43 ページ: 24-28

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] 抗体医薬の大腸菌を用いた製造技術のあゆみ2011

    • 著者名/発表者名
      浅野 竜太郎
    • 雑誌名

      PHARM TECH JAPAN

      巻: 27 ページ: 67-73

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] 低分子抗体と抗体様スキャフォールドに基づく次世代抗体医薬の開発2011

    • 著者名/発表者名
      浅野 竜太郎
    • 雑誌名

      BIO INDUSTRY

      巻: 28 ページ: 22-27

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] タンパク質工学を駆使した次世代抗体医薬の創製2011

    • 著者名/発表者名
      浅野 竜太郎
    • 雑誌名

      医工学治療

      巻: 23 ページ: 218-223

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] Application of the Fc fusion format to generate tag-free bi-specific diabodies2010

    • 著者名/発表者名
      Ryutaro Asano
    • 雑誌名

      FEBS Journal

      巻: 277 ページ: 477-487

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Highly enhanced cytotoxicity of a dimeric bispecific diabody, the hEx3 tetrabody2010

    • 著者名/発表者名
      Ryutaro Asano
    • 雑誌名

      The Journal of Biological Chemistry

      巻: 285 ページ: 20844-20849

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Target cell-restricted apoptosis induction by 528scFv-TRAIL fusion protein specific for human EGFR and expressed in Escherichia coli2010

    • 著者名/発表者名
      Adel Badran
    • 雑誌名

      International Journal of Oncology

      巻: 36 ページ: 1229-1234

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct immobilization of gold-binding antibody fragments for immunosensor applications2010

    • 著者名/発表者名
      Takahisa Ibii
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 82 ページ: 4229-4235

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Glycosylation pattern of humanized IgG-like bispecific antibody produced by recombinant CHO cells2010

    • 著者名/発表者名
      Wook-Dong Kim
    • 雑誌名

      Applied Microbiology and Biotechnology

      巻: 85 ページ: 535-542

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Novel anti-Tn single-chain Fv-Fc fusion proteins derived from immunized phage library and antibody Fc domain2010

    • 著者名/発表者名
      Tsuguo Kubota
    • 雑誌名

      Anticancer Research

      巻: 30 ページ: 3397-3405

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Integration of PEGylation and refolding for renaturation of recombinant proteins from insoluble aggregates produced in bacteria--application to a single-chain Fv fragment2010

    • 著者名/発表者名
      Izumi Kumagai
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: 109 ページ: 447-452

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High affinity anti-inorganic material antibody generation by integrating graft and evolution technologies : potential of antibodies as biointerface molecules2010

    • 著者名/発表者名
      Takamitsu Hattori
    • 雑誌名

      The Journal of Biological Chemistry

      巻: 285 ページ: 7784-7793

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Protein-protein interactions and selection : generation of molecule-binding proteins on the basis of tertiary structural information2010

    • 著者名/発表者名
      Mitsuo Umetsu
    • 雑誌名

      FEBS Journal

      巻: 277 ページ: 2006-2014

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct and selective immobilization of proteins by means of an inorganic material-binding peptide : discussion on functionalization in the elongation to material-binding peptide2010

    • 著者名/発表者名
      Nozomi Yokoo
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry B

      巻: 114 ページ: 480-486

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Contribution of asparagine residues to the stabilization of a proteinaceous antigen-antibody complex, HyHEL-10-hen egg white lysozyme2010

    • 著者名/発表者名
      Akiko Yokota
    • 雑誌名

      The Journal of Biological Chemistry

      巻: 285 ページ: 7686-7696

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Contribution of the fiexible loop region to the function of Staphylococcal enterotoxin B (SEB)2010

    • 著者名/発表者名
      Saeko Yanaka
    • 雑誌名

      Protein Engineering, Design and Selection

      巻: 23 ページ: 415-421

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Temperature and salt concentration alter base-sequence selectivity of a duplex DNA-binding protein2010

    • 著者名/発表者名
      Satoru Nagatoishi
    • 雑誌名

      Molecular BioSystems

      巻: 6 ページ: 98-101

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Minimalist design of water-soluble cross-beta architecture2010

    • 著者名/発表者名
      Matthew Biancalana
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences U.S.A.

      巻: 107 ページ: 3469-3474

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] βシートの構造構築機構2010

    • 著者名/発表者名
      真壁幸樹
    • 雑誌名

      生物物理

      巻: 50 ページ: 126-127

    • NAID

      10026476932

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ナノ材料も抗原?ポリマー・金属表面構造を識別できる抗体分子2010

    • 著者名/発表者名
      熊谷泉
    • 雑誌名

      月刊「化学」

      巻: 65 ページ: 66-67

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] 材料ナノ表面を抗原とする抗体-ナノ世界の糊として-2010

    • 著者名/発表者名
      梅津光央
    • 雑誌名

      バイオサイエンスとインダストリー

      巻: 68 ページ: 39-43

    • NAID

      10026195010

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 蛋白質工学的発想のピンポイント化学接合設計2012

    • 著者名/発表者名
      梅津 光央
    • 学会等名
      化学工学会 第77年会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] タンパク質工学的視点からの部位特異的化学接合の設計2011

    • 著者名/発表者名
      植田 朝美
    • 学会等名
      第11回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      大阪
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Peptide and Antibody Engineering as Interface Molecules in nano world2011

    • 著者名/発表者名
      Mitsuo Umetsu
    • 学会等名
      NanoBio Europe 2011
    • 発表場所
      Cork, Ireland
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 高機能性二重特異性抗体の作製に向けた部位指定化学接合デザイン2011

    • 著者名/発表者名
      織茂 遼太
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ディアボディ型低分子二重特異性抗体の変異導入による高機能化2011

    • 著者名/発表者名
      瀧 慎太郎
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 上皮増殖因子受容体群を標的とした二特異性抗体の開発研究2011

    • 著者名/発表者名
      大山 賢二
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 大腸菌提示法を用いた一本鎖抗体の高親和性化技術の開発検討2011

    • 著者名/発表者名
      井上 公太
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 次世代抗体医薬開発のフロンティア2010

    • 著者名/発表者名
      熊谷泉
    • 学会等名
      第313回CBI学会研究講演会
    • 発表場所
      東京(依頼講演)
    • 年月日
      2010-12-10
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] CAnIGET法を用いた無機ナノ結晶面を識別できる抗体断片の作製2010

    • 著者名/発表者名
      梅津光央
    • 学会等名
      BMB2010第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会合同大会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2010-12-09
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ピンポイント化学接合が可能なタンパク質工学的抗体デザイン2010

    • 著者名/発表者名
      熊谷泉
    • 学会等名
      BMB2010第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会合同大会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2010-12-07
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 低分子抗体の多機能化を目指したピンポイント化学接合デザイン2010

    • 著者名/発表者名
      植田朝美
    • 学会等名
      BMB2010第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会合同大会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2010-12-07
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ピンポイント化学接合をデザインした二重特異性分子抗体2010

    • 著者名/発表者名
      真田英明
    • 学会等名
      BMB2010第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会合同大会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2010-12-07
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 構造フォーマットの変換による低分子二重特異性抗体の最適化2010

    • 著者名/発表者名
      浅野竜太郎
    • 学会等名
      BMB2010第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会合同大会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2010-12-07
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] IgG様二重特異性抗体の構造改変と変異導入による高機能化2010

    • 著者名/発表者名
      下村一平
    • 学会等名
      BMB2010第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会合同大会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2010-12-07
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] EGFRを標的としたdiabody型二重特異性抗体のドメイン組換えによる高機能化2010

    • 著者名/発表者名
      浅野竜太郎
    • 学会等名
      第62回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      宮崎
    • 年月日
      2010-10-25
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Highly enhanced cyotoxicity of a dimeric bispecific diabody, the humanized EGFR x CD3 tetrabody2010

    • 著者名/発表者名
      Ryutaro Asano
    • 学会等名
      PEGS Summit Europe 2010
    • 発表場所
      Hannover, Germany
    • 年月日
      2010-10-05
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] タンパク質工学的発想のピンポイント化学接合デザイン:低分子多価抗体を例に2010

    • 著者名/発表者名
      植田朝美
    • 学会等名
      第4回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2010-09-25
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 無機結晶面を識別する抗体の建設的な作り方2010

    • 著者名/発表者名
      梅津光央
    • 学会等名
      第4回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2010-09-25
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] EGFRを標的としたdiabody型二重特異性抗体のドメイン組換えによる高機能化2010

    • 著者名/発表者名
      浅野竜太郎
    • 学会等名
      第69回日本癌学会学術総会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2010-09-24
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [産業財産権] ヒト型化抗EGFR抗体リジン置換可変領域断片及びその利用2010

    • 発明者名
      熊谷泉, 中西猛, 真田英明, 浅野竜太郎, 梅津光央
    • 権利者名
      国立大学法人東北大学
    • 産業財産権番号
      2010-180693
    • 出願年月日
      2010-08-12
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2019-07-29  

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