固相メビオールゲル中で育成させる新規タンパク質結晶化技術

• 研究課題/領域番号: 23860028
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 応用物性・結晶工学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 杉山 成 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 特任准教授 (90615428)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 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: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: メビオールゲル / アガロースゲル / 固相ゲル中結晶化 / タンパク質結晶化 / X線構造解析 / 創薬 / 分子設計 / 固相ゲル中結晶化法 / Ｘ線構造解析 / 相転移

研究概要

溶液中で育成させることが常識とされてきたタンパク質の結晶化を、高温にさらすことなく固化したメビオールゲル中で育成させる、世界で初めての結晶化技術を開発しました。この技術によって、結晶に損傷を与えること無く、再現性のある高精度なX線回折データを得ることが可能となりました。さらにメビオールゲルは、タンパク質結晶の核発生を促進すると共に、メビオールゲル中結晶は、浸透圧ショックにも強いことが明らかとなりました。これらの成果は、固相ゲル中で育成させる結晶化技術の汎用性を高める結果となりました。

研究成果

• [雑誌論文] A novel approach for protein crystallization by a synthetic hydrogel with thermoreversible gelation polymer (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Sugiyama, N. Shimizu, G. Sazaki, M. Hirose, Y. Takahashi, M. Maruyama, H. Matsumura, H. Adachi, K. Takano, S. Murakami, T. Inoue, and Y. Mori
  • 雑誌名: Cryst. Growth Des. 巻: 13 ページ: 1899-1904
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Gel-Solution Interfaces on Femtosecond Laser-Induced Nucleation of Protein (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Nakayama, H. Yoshikawa, R. Murai, M. Kurata, M. Maruyama, S. Sugiyama, Y. Aoki, Y. Takahashi, M. Yoshimura, S. Nakabayashi, H. Adachi, H. Matsumura, T. Inoue, K. Takano, S. Murakami, Y. Mori
  • 雑誌名: Cryst. Growth Des. 巻: 13 ページ: 1491-1496
  • 査読あり
• [雑誌論文] 固相ハイドロゲル中でのタンパク質結晶化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 杉山成、松村浩由、丸山美帆、佐崎元、廣瀬未果、安達宏昭、高野和文、村上聡、井上豪、森勇介
  • 雑誌名: 日本結晶学会誌 巻: 54巻 ページ: 300-303
  • NAID: 10031129966
  • 査読あり
• [雑誌論文] Growth of protein crystals in hydrogels prevents osmotic shocks (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Sugiyama, M. Maruyama, G. Sazaki, M. Hirose, H. Adachi, K. Takano, S. Murakami, T. Inoue, Y. Mori, and H. Matsumura
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 134 (13) ページ: 5786-5789
• [雑誌論文] Three-dimensional, non- invasive, cross-sectional imaging of protein crystals using ultrahigh resolution optical coherence tomography (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Nishizawa, S. Ishida, M. Hirose, S.Sugiyama, T. Inoue, Y. Mori, K. Itoh, and H. Matsumura
  • 雑誌名: Biomedical Optics Express 巻: 3 ページ: 735-740
• [雑誌論文] Growth of protein crystals in hydrogels prevents osmotic shocks (2012)
  • 著者名/発表者名: Shigeru Sugiyama
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 134 ページ: 5786-5789
  • 査読あり
• [雑誌論文] 固相ハイドロゲル中でのタンパク質結晶化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 杉山成
  • 雑誌名: 日本結晶学会誌 巻: 54 ページ: 300-303
  • NAID: 10031129966
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three-dimensional, non-invasive, cross-sectional imaging of protein crystals using ultrahigh resolution optical coherence tomography (2012)
  • 著者名/発表者名: Norihiko Nishizawa
  • 雑誌名: Biomedical Optics Express 巻: 3 ページ: 735-740
  • 査読あり
• [学会発表] 創薬スクリーニングを容易にするタンパク質結晶の機械的強化技術 (2013)
  • 著者名/発表者名: 杉山成、松村浩由、丸山美帆子、佐崎元、廣瀬未果、安達宏昭、高野和文、村上聡、井上豪、森勇介
  • 学会等名: 第24回高分子ゲル研究討論会
  • 発表場所: 東京大学 山上会館
  • 年月日: 2013-01-16
• [学会発表] 蛋白質の固相ゲル結晶育成技術の開発とその機能解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 杉山成、安達宏昭、高野和文、村上聡、井上豪、森勇介、松村浩由
  • 学会等名: 第42回結晶成長国内会議
  • 発表場所: 九州大学筑紫キャンパス
  • 年月日: 2012-11-09
• [学会発表] 超高分解能OCTによるタンパク質結晶の3次元・高機能イメージング (2012)
  • 著者名/発表者名: 石田周太郎、西澤典彦、廣瀬未果、杉山成、井上豪、森勇介、伊東一良、松村浩由
  • 学会等名: 日本光学会年次学術講演会
  • 発表場所: 東京 タワーホール船堀
  • 年月日: 2012-10-23
• [学会発表] Hydrogel Protects Protein Crystals From Osmotic Shock (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Sugiyama, M. Maruyama, G. Sazaki, M. Hirose, H. Adachi, K. Takano, S. Murakami, T. Inoue, Y. Mori, and H. Matsumura
  • 学会等名: 14th International Conference on the Crystallization of Biological Macromolecules (ICCBM14)
  • 発表場所: Huntsville, Arabama USA
  • 年月日: 2012-09-27
• [学会発表] Effect of solution stirring on protein crystal growth on high concentrated hydrogel (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Aoki, M. Maruyama, Y. Takahashi, M. Yo sh imu r a, H. Yo sh ik awa, S. Sug iyama, H. Adachi, K. Takano, S. Murakami, H. Matsumura, T. Inoue and Y. Mori
  • 学会等名: 14th International Conference on the Crystallization of Biological Macromolecules (ICCBM14)
  • 発表場所: Huntsville, Arabama USA
  • 年月日: 2012-09-27
• [学会発表] 超高分解能OCTによるタンパク質結晶の3次元・非侵襲断層イメージング (2012)
  • 著者名/発表者名: 石田周太郎、西澤典彦、廣瀬未果、杉山成、井上豪、森勇介、伊東一良、松村浩由
  • 学会等名: 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛 松山大学文京キャンパス
  • 年月日: 2012-09-12
• [学会発表] Growth of Protein Crystals in Semi-Solid Hydrogel (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Sugiyama
  • 学会等名: Institute for Protein Research Seminar
  • 発表場所: Osaka University
  • 年月日: 2012-06-18
• [学会発表] Growth of Protein Crystals in Semi-Solid Hydrogel (2012)
  • 著者名/発表者名: Shigeru Sugiyama
  • 学会等名: Institute for Protein Research Seminar
  • 発表場所: 大阪大学蛋白質研究所
  • 招待講演
• [学会発表] Hydrogel Protects Protein Crystals From Osmotic Shock (2012)
  • 著者名/発表者名: Shigeru Sugiyama
  • 学会等名: 14th International Conference on the Crystallization of Biological Macromolecules (ICCBM14)
  • 発表場所: 米国アラバマ州ハンツビル
• [学会発表] Effect of solution stirring on protein crystal growth on high concentrated hydrogel (2012)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Aoki
  • 学会等名: 14th International Conference on the Crystallization of Biological Macromolecules (ICCBM14)
  • 発表場所: 米国アラバマ州ハンツビル
• [学会発表] 薬剤スクリーニングを容易にするタンパク質結晶の機械的強化技術 (2012)
  • 著者名/発表者名: 杉山成
  • 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] Towards an understanding of lipid-protein interactions, new approaches for producing high-quality protein crystals (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Sugiyama
  • 学会等名: International ERATO Symposium on Lipid Structures in and around Proteins
  • 発表場所: Hotel Hankyu Expo Park
  • 年月日: 2011-11-14
• [学会発表] Towards an understanding of lipid-protein interactions, new approaches for producing high-quality protein crystals (2011)
  • 著者名/発表者名: 杉山成
  • 学会等名: International ERATO Symposium on Lipid Structures in and around Proteins
  • 発表場所: ホテル阪急エキスポパーク(大阪府)
  • 年月日: 2011-11-14
• [備考] 平成24年度 日本結晶成長学会賞受賞者紹介
  • URL: http://www.jacg.jp/jacg/japanese/frame_main/16/2012_JACGAWARD.html
• [備考] 固相ハイドロゲル中でのタンパク質結晶化
  • URL: https://www.jstage.jst.go.jp/article/jcrsj/54/5/54_300/_pdf
• [備考] ２０１２年度 プレスリリース
  • URL: http://www.sci.osaka-u.ac.jp/press_release/index-jp.html