タンパク質の凝集や失活を防ぐ高分子アディティブの開発

• 研究課題/領域番号: 23550189
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生体関連化学
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 白木 賢太郎 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (90334797)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2012年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2011年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: タンパク質 / 凝集 / 高分子 / 溶液添加剤 / 失活 / 添加剤 / フォールディング

研究概要

タンパク質の凝集をふせぐ低分子の溶液添加剤が開発されてきた。本研究では、タンパク質凝集をふせぐ高分子アディティブを開発し、その機構を解明することを目的とした。ポリエチレングリコールは低分子のアルギニンとは異なり、高温での凝集抑制能が高く、アルギニンと併用すると加算的な効果を示すことがわかった。カチオン性高分子電解質のポリアリルアミンと、アニオン性高分子電解質のポリアクリル酸は、荷電相補的にタンパク質に結合して安定化することがわかった。これらの高分子アディティブは大きなタンパク質に対して凝集させる性質があったが、PEG化ポリマーにはより高い凝集をふせぐ働きがあった。

研究成果

• [雑誌論文] Cysteine inhibits the fibrillisation and cytotoxicity of amyloid-β 40 and 42 : implications for the contribution of the thiophilic interaction (2014)
  • 著者名/発表者名: Eisuke Takai, Ken Uda, Tomonori Yoshida, Tamotsu Zako, Mizuo Maeda, Kentaro Shiraki
  • 雑誌名: Physical Chemistry Chemical Physics 巻: 16 号: 8 ページ: 3566-3572
  • DOI: 10.1039/c3cp54245a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Degeneration of amyloid-β fibrils by low temperature atmospheric pressure plasma in solution (2014)
  • 著者名/発表者名: Eisuke Takai, Gai Ohashi, Tomonori Yoshida, Karin Margareta Sorgjerd, Tamotsu Zako, Mizuo Maeda, Katsuhisa Kitano, Kentaro Shiraki
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 104 号: 2 ページ: 23701-23701
  • DOI: 10.1063/1.4861842
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular Dynamics Simulation of Arginine-Assisted Solubilization of Caffeic Acid : Intervention in the Interaction (2013)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Hirano, Tomoshi Kameda, Daisuke Shinozaki, Tsutomu Arakawa, Kentaro Shiraki
  • 雑誌名: J. Phys. Chem 巻: B117 号: 25 ページ: 7518-7528
  • DOI: 10.1021/jp401609p
  • 査読あり
• [雑誌論文] Arginine inhibits adsorption of proteins on polystyrene surface. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yui Shikiya, Shunsuke Tomita, Tsutomu Arakawa, Kentaro Shiraki
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 8 号: 8 ページ: e70762-e70762
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0070762
  • 査読あり
• [雑誌論文] Oligoethylene glycols prevent thermal aggregation of α-chymotrypsin in a temperature-dependent manner : Implications for design guidelines. (2013)
  • 著者名/発表者名: Shunsuke Tomita, Yumiko Tanabe, Kentaro Shiraki
  • 雑誌名: Biotechnology Progress 巻: 27 号: 5 ページ: 1325-1330
  • DOI: 10.1002/btpr.1762
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synergistic solubilization of porcine myosin in physiological salt solution by arginine (2013)
  • 著者名/発表者名: Eisuke Takai, Shunsuke Yoshizawa, Daisuke Ejima, Tsutomu Arakawa, Kentaro Shiraki
  • 雑誌名: International Journal of Biological Macromolecules 巻: 62 ページ: 647-651
  • DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2013.09.035
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanistic insights into protein precipitation by alcohol (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Yoshikawa, Atsushi Hirano, Tsutomu Arakawa, Kentaro Shiraki
  • 雑誌名: International Journal of Biological Macromolecules 巻: 50 号: 3 ページ: 865-871
  • DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2011.11.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Adsorption and disruption of lipid bilayers by nanoscale protein aggregates (2012)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Hirano, Hiroki Yoshikawa, Shuhei Matsushita, Yoichi Yamada, Kentaro Shiraki
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 28 号: 8 ページ: 3887-3895
  • DOI: 10.1021/la204717c
  • 査読あり
• [雑誌論文] Improved Complementary Polymer Pair System: Switching for Enzyme Activity by PEGylated Polymers (2012)
  • 著者名/発表者名: Takaaki Kurinomaru, Shunsuke Tomita, Shinpei Kudo, Sumon Ganguli, Yukio Nagasaki, Kentaro Shiraki
  • 雑誌名: Langmuir 巻: Vol.28, No.9 号: 9 ページ: 4334-4338
  • DOI: 10.1021/la2043312
  • 査読あり
• [雑誌論文] Different mechanisms of action of poly(ethylene glycol) and arginine on thermal inactivation of lysozyme and ribonuclease A (2012)
  • 著者名/発表者名: Shunsuke Tomita
  • 雑誌名: Biotechnology and Bioengineering 巻: 109 号: 10 ページ: 2543-2552
  • DOI: 10.1002/bit.24531
  • 査読あり
• [学会発表] ポリスチレン表面へのタンパク質の吸着とアルギニンによる吸着の抑制 (2012)
  • 著者名/発表者名: 志喜屋惟、冨田峻介、白木賢太郎
  • 学会等名: 第85回日本生化学会大会
  • 発表場所: 福岡国際会議場
• [学会発表] 高分子電解質を利用したa-キモトリプシン超活性化系の作成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 栗之丸隆章、冨田峻介、白木賢太郎
  • 学会等名: 第12回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
• [学会発表] ポリスチレン表面へのタンパク質の吸着とアルギニンによる吸着の抑制 (2012)
  • 著者名/発表者名: 志喜屋惟、冨田峻介、白木賢太郎
  • 学会等名: 第85回日本生化学会大会
  • 発表場所: 福岡国際会議場（福岡）
• [学会発表] Superactivation of α-chymotrypsin by poly(allylamine) (2012)
  • 著者名/発表者名: Takaaki Kurinomaru, Shunsuke Tomita, and Kentaro Shiraki.
  • 学会等名: 第12回日中韓酵素工学会議
  • 発表場所: 金沢エクセルホテル東急（石川）
• [学会発表] オリゴエチレングリコール誘導体によるタンパク質凝集の抑制 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田邊裕美子、冨田峻介、白木賢太郎
  • 学会等名: 高分子討論会第26回高分子学会関東支部茨城地区若手の会交流会
  • 発表場所: つくばみらい市