有機－無機ハイブリッドベシクルを用いた高効率・完全無細胞膜タンパク発現システム

• 研究課題/領域番号: 24681028
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: マイクロ・ナノデバイス
• 研究機関: 奈良先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 安原 主馬 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 助教 (90545716)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 27,300千円 (直接経費: 21,000千円、間接経費: 6,300千円); 2015年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2014年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2013年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2012年度: 16,380千円 (直接経費: 12,600千円、間接経費: 3,780千円)
• キーワード: バイオリアクター / マイクロ・ナノデバイス / 有機－無機ハイブリッド / ベシクル / 遺伝子発現 / 有機ー無機ハイブリッド / 膜タンパク質 / タンパク質 / 有機-無機ハイブリッド / 蛋白質

研究成果の概要

本研究課題では、有機-無機ハイブリッドベシクルの有する分子ふるい機能を利用することで、極めて高効率に膜タンパク質を無細胞で発現できるシステムを構築することを目的とした。表面に分子間架橋されたセラミック様骨格をもつ有機-無機ハイブリッドベシクルは低分子の透過を許容し、高分子は透過しない分子ふるい機能を有する。有機-無機ハイブリッドベシクルの構造や分子ふるい機能は、各種両親媒性分子との混合によりチューニングできる。有機-無機ハイブリッドベシクルの内部に酵素反応系をカプセル化することで、ベシクルの有する分子ふるい機能を活用した膜タンパク質の発現システムを構築可能であることが示された。

研究成果

• [国際共同研究] ミシガン大学(米国)
• [雑誌論文] Anisotropic Self-Assembly of Citrate-Coated Gold Nanoparticles on Fluidic Liposomes (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Sugikawa, T. Kadota, K. Yasuhara, A. Ikeda
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 55 号: 12 ページ: 4059-4063
  • DOI: 10.1002/anie.201511785
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Kinetic study of all-or-none hemolysis induced by catonic amphiphilic polymethacrylates with antimicorbial activity (2015)
  • 著者名/発表者名: Kazuma Yasuhara, Kenichi Kuroda
  • 雑誌名: Chinese Chemical Letters 巻: 印刷中 号: 4 ページ: 479-484
  • DOI: 10.1016/j.cclet.2015.01.029
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Lipid-Membrane-Incorporated Hydrophobic Photochromic Molecules Prepared by the Exchange Method Using Cyclodextrins (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Ikeda, S. Hino, K. Ashizawa, K. Sugikawa, J. Kikuchi, M. Tsukamoto, K. Yasuhara
  • 雑誌名: Org. Biomol. Chem. 巻: 13 号: 22 ページ: 0-0
  • DOI: 10.1039/c5ob00240k
  • NAID: 120006469197
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Porphyrin-uptake in liposomes and living cells using an exchange method with cyclodextrin (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Ikeda, S. Hino, T. Mae, Y. Tsuchiya, K. Sugikawa, M. Tsukamoto, K. Yasuhara, H. Shigeto, H. Funabashi, A. Kuroda, M. Akiyama
  • 雑誌名: RSV Adv. 巻: 5 号: 127 ページ: 105279-105287
  • DOI: 10.1039/c5ra24985f
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] [70]Fullerenes Assists the Formation of Phospholipid Bicelles at Low Lipid Concentrations. (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Ikeda, K. Kiguchi, T. Hida, K. Yasuhara, K. Nobusawa, M. Akiyama, W. Shinoda
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 30 号: 41 ページ: 12315-12320
  • DOI: 10.1021/la503732q
  • NAID: 120006469202
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Dynamic behaviour in giant unilamellar vesicles induced by the uptake of [70]fullerene (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Ikeda, T. Hida, T. Iizuka, M. Tsukamoto, J. Kikuchi and K. Yasuhara
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 50 号: 11 ページ: 1288-1291
  • DOI: 10.1039/c3cc47711h
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Junedi, K. Yasuhara, S. Nagao, J. Kikuchi, S. Hirota
  • 雑誌名: ChemBioChem 巻: Vol. 15, No. 4 号: 4 ページ: 517-521
  • DOI: 10.1002/cbic.201300728
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modulation of raft domains in a lipid bilayer by boundary-active curcumin (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Tsukamoto, K. Kuroda, A. Ramamoorthy and K. Yasuhara
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 50 号: 26 ページ: 3427-3430
  • DOI: 10.1039/c3cc47738j
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthetic cell division system: Controlling equal vs. unequal divisions by design (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoichi Sato, et. al.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 3 号: 1 ページ: 3475-3475
  • DOI: 10.1038/srep03475
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spontaneously Formed Semipermeable Organic-Inorganic Hybrid Vesicles Permitting Molecular Weight Selective Transmembrane Passage (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Yasuhara, T. Kawasaki, S. Okuda, S. Oshima, J. Kikuchi
  • 雑誌名: Chem. Commun 巻: 49(7) 号: 7 ページ: 665-667
  • DOI: 10.1039/c2cc36662b
  • 査読あり
• [雑誌論文] セラミック表面によって安定化された脂質二分子膜ナノディスクの形成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 安原主馬
  • 雑誌名: C&I commun 巻: 38 ページ: 29-32
  • NAID: 40020187323
• [雑誌論文] Thermal Stability of Synthetic Lipid Bicelles Encompassed by Siloxane Surfaces as Organic-Inorganic Hybrid Nanodiscs (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Yasuhara, H. Hayashi J. Kikuchi
  • 雑誌名: Chem. Lett 巻: 41(10) 号: 10 ページ: 1223-1225
  • DOI: 10.1246/cl.2012.1223
  • NAID: 130004426360
  • 査読あり
• [学会発表] 両親媒性高分子による脂質膜の断片化とナノディスク形成 (2016)
  • 著者名/発表者名: 荒木田臣・菊池純一・安原主馬
  • 学会等名: 日本化学会第96春季年会
  • 発表場所: 同志社大学 京田辺キャンパス（京都府京田辺市）
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] Design of Lipid Molecules for Specific Domain Formation in Artificial Cell Membranes (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuri, Ishikura, Yoshiyuki Horiuchi, Taku Yamazaki,Kazuma Yasuhara, Jun-ichi Kikuchi
  • 学会等名: 日本化学会第96春季年会
  • 発表場所: 同志社大学 京田辺キャンパス（京都府京田辺市）
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] SPONTANEOUS LIPID NANODISC FORMATION BY MEMBRANE-ACTIVE POLYMERS (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Yasuhara, J. Arakida, J. Kikuchi
  • 学会等名: 60th Biophysical Society Annual Meeting
  • 発表場所: Los Angeles Convention Center, Los Angeles, CA, USA
  • 年月日: 2016-02-27
  • 国際学会
• [学会発表] Designed amphiphilic polymers for lipid membrane nanodisc formation (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Yasuhara, J. Arakida, J. Kikuchi
  • 学会等名: Pacifichem 2015
  • 発表場所: Hawaii Convention Center, Honolulu, HI, USA
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会
• [学会発表] Design and evaluation of membrane-active polymers to form lipid bilayer nanodisc (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Yasuhara, J. Arakida, J. Kikuchi
  • 学会等名: Macromolecular Science & Engineering 39th Annual Symposium
  • 発表場所: University of Michigan, Ann Arbor, MI, USA
  • 年月日: 2015-10-22
  • 国際学会
• [学会発表] 脂質ナノディスクを形成する膜活性ポリマーの設計 (2015)
  • 著者名/発表者名: 荒木田臣・菊池純一・安原主馬
  • 学会等名: 第64回高分子討論会
  • 発表場所: 東北大学 川内キャンパス（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2015-09-15
• [学会発表] Membrane-active amphiphilic polymers for lipid nanodisc formaiton (2015)
  • 著者名/発表者名: 安原主馬・荒木田臣・菊池純一
  • 学会等名: 第53回生物物理学会年会
  • 発表場所: 金沢大学 角間キャンパス（石川県金沢市）
  • 年月日: 2015-09-13
• [学会発表] 脂質ナノディスクを形成する膜活性ポリマー (2015)
  • 著者名/発表者名: 安原主馬・荒木田臣・菊池純一
  • 学会等名: 第66回コロイドおよび界面化学討論会
  • 発表場所: 鹿児島大学 郡元キャンパス（鹿児島県鹿児島市）
  • 年月日: 2015-09-10
• [学会発表] Membrane-active amphiphilic polymers for lipid nanodisc formation (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Yasuhara, J. Arakida, J. Kikuchi
  • 学会等名: IACIS 2015
  • 発表場所: Convention Center Rheingoldhalle, Mainz, Germany
  • 年月日: 2015-05-24
  • 国際学会
• [学会発表] Self-Assembly of Organic-Inorganic Hybrid Lipids in Water Toward Fabrication of Bio-nanomaterials (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Yasuhara
  • 学会等名: RPI MTLE department seminar
  • 発表場所: Troy, NY / USA
  • 年月日: 2014-11-13
  • 招待講演
• [学会発表] Fablication of semipermeable organic-inorganic hybrid vesicles and their application to nanocapsule for enzymatic reaction (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Yasuhara, J. Kikuchi
  • 学会等名: "The 7th International Workshop on ADVANCED MATERIALS SCIENCE AND NANOTECHNOLOGY "
  • 発表場所: Ha Long City / Vietnam
  • 年月日: 2014-11-02 – 2014-11-06
  • 招待講演
• [学会発表] Interaction of Zinc-Chelating Polymer with Cell Membranes (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Namba, M. Tsukamoto, J. Kikuchi, K. Yasuhara
  • 学会等名: Macromolecular Science & Engineering 38th Annual Symposium
  • 発表場所: Ann Arbor, MI / USA
  • 年月日: 2014-10-23
• [学会発表] Organic-inorganic Hybrid Vesicles as Spontaneously Formed Semipermeable Nanocapsule (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Yasuhara, J. Kikuchi
  • 学会等名: XXIII INTERNATIONAL MATERIALS RESEARCH CONGRESS 2014
  • 発表場所: Cancun / Mexico
  • 年月日: 2014-08-17 – 2014-08-21
• [学会発表] 有機無機ハイブリッドベシクルの選択的膜透過を利用した酵素反応制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大島匠平・安原主馬・菊池純一
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 立命館大学(滋賀県)(ポスター発表)
  • 年月日: 2013-03-24
• [学会発表] 有機-無機ハイブリッドベシクルの分子ふるい機能とバイオナノリアクターへの応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 安原主馬・大島匠平・菊池純一
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 立命館大学(滋賀県)
  • 年月日: 2013-03-23
• [学会発表] カチオン性カリックスアレーン誘導体の抗菌活性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 永井佐知・安原主馬・菊池純一
  • 学会等名: 第62回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 京都国際会館（京都府京都市)
• [学会発表] 抗菌性カリックスアレーン誘導体の構造-活性相関 (2013)
  • 著者名/発表者名: 永井佐知・安原主馬・菊池純一
  • 学会等名: 第7回バイオ関連シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学（愛知県名古屋市）
• [学会発表] Supontaneously formed semipermeable organic-inorganic hybrid vesicles and their application to bio-nano reactors (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Yasuhara, J. Kikuchi
  • 学会等名: XVII International Sol-Gel Conference
  • 発表場所: Melia Castilla Hotel (Madrid, Spain)
• [学会発表] Organic-Inorganic Hybrid Vesicle as Semipermeable Nano-capsule (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Yasuhara, J. Kikuchi
  • 学会等名: The Macro/NAIST Joint Workshop for Emerging Researchers
  • 発表場所: University of Michigan Ann Arbor, MI USA(招待講演)
  • 年月日: 2012-10-24
• [学会発表] 有機-無機ハイブリッドベシクル「セラソーム」における分子量選択的膜透過とその制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 安原主馬, 奥田静代, 菊池純一
  • 学会等名: 日本ゾル-ゲル学会 第10回討論会
  • 発表場所: 慶應義塾大学(東京都)(ポスター発表)
  • 年月日: 2012-07-27
• [学会発表] セラソームの半透膜機能とその制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 安原主馬, 奥田静代, 大島匠平, 菊池純一
  • 学会等名: 第61回高分子学会年次大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県)
  • 年月日: 2012-05-29
• [学会発表] 有機-無機ハイブリッド脂質の自己組織化とバイオ応用
  • 著者名/発表者名: 安原主馬
  • 学会等名: 奈良先端未来開拓コロキウム
  • 発表場所: 奈良先端科学技術大学院大学（奈良県生駒市）
• [学会発表] Antimicrobial activity of amphiphilic calix[4]arene derivatives
  • 著者名/発表者名: S. Nagai, K. Yasuhara, J. Kikuchi
  • 学会等名: Macromolecular Science & Engineering 37th Annual Symposium
  • 発表場所: University of Michigan (Ann Arbor, MI USA)