金属タンパク質の分布測定を指向した多次元ポリアクリルアミドゲル電気泳動法の開発

• 研究課題/領域番号: 25410139
• 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: 分析化学
• 研究機関: 埼玉大学
• 研究代表者: 齋藤 伸吾 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (60343018)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2015年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円); 2014年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2013年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
• キーワード: メタロミクス / 金属タンパク質 / 電気泳動 / スペシエーション / ゲル電気泳動

研究成果の概要

「生体中微量金属イオンがどのタンパク質にどれだけ結合しているのかを計測する」ことは重要であるが非常に困難である。そこでこれを実現するために新規なポリアクリルアミドゲル電気泳動法（PAGE）を開発した。一つは汚染金属イオンをタンパク質の分離場から高度に除去可能な汚染金属イオンスウィーピングPAGEであり，もう一つはゲル分画中の超微量金属イオンを検出可能な金属検出PAGEである。さらに金属タンパク質だけを試料から単離可能なホロ/アポ変換二次元MICS-PAGEの開発にも成功した。これらの新規PAGEによって生体試料中の新規金属タンパク質を発見することにも成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Rapid acquisition of high-affinity DNA aptamer motifs recognizing microbial cell surfaces using polymer-enhanced capillary transient isotachophoresis (2016)
  • 著者名/発表者名: Saito, S., Hirose, K., Tsuchida, M., Wakui, K., Yoshimoto, K., Nishiyama, Y. and Shibukawa, M.
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 52(3) 号: 3 ページ: 461-4
  • DOI: 10.1039/c5cc07268a
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] c-type Cytochrome Assembly is a Key Target of Copper Toxicity within the Bacterial Periplasm (2015)
  • 著者名/発表者名: Anne Durand, Asma Azzouzi, Marie-Line Bourbon, Anne-Soisig Steunou, Sylviane Liotenberg, Akinori Maeshima, Chantal Astier, Manuela Argentini, Shingo Saito, Soufian Ouchane
  • 雑誌名: mBio 巻: 6 号: 5
  • DOI: 10.1128/mbio.01007-15
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Affinity Capillary Electrophoresis for Selective Control of Electrophoretic Mobility of Sialic Acid Using Lanthanide–Hexadentate Macrocyclic Polyazacarboxylate Complexes (2015)
  • 著者名/発表者名: Daiki Goto, Kazuki Ouchi, Masami Shibukawa, Shingo Saito
  • 雑誌名: Analytical Sciences 巻: 31 号: 11 ページ: 1143-1149
  • DOI: 10.2116/analsci.31.1143
  • NAID: 130005108607
  • ISSN: 0910-6340, 1348-2246
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Combining capillary electrophoresis and next-generation sequencing for aptamer selection (2015)
  • 著者名/発表者名: K. R. Riley, J. Gagliano, J. Xiao, K. Libby, S. Saito, G. Yu, R. Cubicciotti, J. Macosko, C. L. Colyer, M. Guthold, K. Bonin
  • 雑誌名: Analytical and Bioanalytical Chemistry 巻: 407 号: 6 ページ: 1527-1532
  • DOI: 10.1007/s00216-014-8427-y
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Molecular Design of Boronic Acid-Functionalized Squarylium Cyanine Dyes for Multiple Discriminant Analysis of Sialic Acid in Biological Samples: Selectivity Toward Monosaccharides Controlled by Different Alkyl Side Chain Lengths (2015)
  • 著者名/発表者名: Kazuki Ouchi, Christa L. Colyer, Mahmoud Sebaiy, Jin Zhou, Takeshi Maeda, Hiroyuki Nakazumi, Masami Shibukawa, Shing Saito
  • 雑誌名: Analytical Chemistry 巻: 87 号: 3 ページ: 1933-1940
  • DOI: 10.1021/ac504201b
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Application of Capillary Electrophoresis with Laser-induced Fluorescence Detection for the Determination of Trace Neodymium in Spent Nuclear Fuel Using Complexation with an Emissive Macrocyclic Polyaminocarboxylate Probe (2014)
  • 著者名/発表者名: Tomoko HARAGA, Shingo SAITO, Yoshiyuki SATO, Shiho ASAI, Yukiko HANZAWA, Hitoshi HOSHINO, Masami SHIBUKAWA, Ken-ichiro ISHIMORI, Kuniaki TAKAHASHI
  • 雑誌名: Analytical Sciences 巻: 30 号: 7 ページ: 773-776
  • DOI: 10.2116/analsci.30.773
  • NAID: 130004442319
  • ISSN: 0910-6340, 1348-2246
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] タンパク質結合型金属イオンのポリアクリルアミドゲル電気泳動によるマッピング (2014)
  • 著者名/発表者名: 齋藤伸吾
  • 雑誌名: 生物物理化学 巻: 58 号: 2 ページ: 24-26
  • DOI: 10.2198/sbk.58.24
  • NAID: 130004704677
  • ISSN: 0031-9082, 1349-9785
  • 査読あり
• [雑誌論文] 電気泳動法をプラットフォームとするタンパク質結合型金属イオンの分布測定法 (2014)
  • 著者名/発表者名: 齋藤伸吾
  • 雑誌名: 化学工業 巻: 66 ページ: 21-27
• [雑誌論文] Separation of metalloproteins using a novel metal ion contaminant sweeping technique and detection of protein-bound copper by a metal ion probe in polyacrylamide gel electrophoresis: distribution of copper in human serum (2013)
  • 著者名/発表者名: Shingo Saito, Mitsuyoshi Kawashima, Hiroki Ohshima, Kazuki Enomoto, Makoto Sato, Hajime Yoshimura, Keitaro Yoshimoto, Mizuho Maeda, Masami Shibukawa
  • 雑誌名: Analyst 巻: 138 号: 20 ページ: 6097-6105
  • DOI: 10.1039/c3an01107k
  • 査読あり
• [雑誌論文] A New Molecular Motif for Recognizing Sialic Acid Using Emissive Lanthanide-Macrocyclic Polyazacarboxylate Complexes: Acid-Dissociation of A Coordinated Water Molecule Controls Selectivity (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazuki Ouchi, Shingo Saito, Masami Shibukawa
  • 雑誌名: Inorganic Chemistry 巻: 52 号: 11 ページ: 6239-6242
  • DOI: 10.1021/ic400725a
  • 査読あり
• [学会発表] 発見を目指す電気泳動分離分析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 齋藤伸吾
  • 学会等名: 日本化学会北海道支部北見地区化学講演会
  • 発表場所: 北見工業大学（北海道，北見市）
  • 年月日: 2016-01-26
  • 招待講演
• [学会発表] Polyacrylamide gel electrophoresis oriented toward the identification of metalloproteins (2015)
  • 著者名/発表者名: Shingo Saito
  • 学会等名: PACIFICHEM2015(The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies)
  • 発表場所: Hawaii Convention Center, Honolulu, Hawaii, USA
  • 年月日: 2015-12-16
  • 国際学会
• [学会発表] New approach toward fast and efficient DNA aptamer selection for microbial cells using polymer-enhanced capillary transientisotachophoresis (2015)
  • 著者名/発表者名: Kazuki Hirose, Maho Tsuchida, Keitaro Yoshimoto, Christa Colyer, Masami Shibukawa, Shingo Saito
  • 学会等名: PACIFICHEM2015(The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies)
  • 発表場所: Hawaii Convention Center, Honolulu, Hawaii, USA
  • 年月日: 2015-12-16
  • 国際学会
• [学会発表] Evaluating the selectivity of functionalized squarylium cyanine dyes towards saccharides and sialic acids (2015)
  • 著者名/発表者名: Christa Colyer, Kazuki Ouchi, Takeshi Maeda, Hiroyuki Nakazumi, Masami Shibukawa, Shingo Saito
  • 学会等名: PACIFICHEM2015(The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies)
  • 発表場所: Hawaii Convention Center, Honolulu, Hawaii, USA
  • 年月日: 2015-12-16
  • 国際学会
• [学会発表] 高分子増強過渡的等速電気泳動法によって選抜した細菌に選択的なDNAアプタマーの配列特性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 土田真帆，廣瀬和生，吉本敬太郎，齋藤伸吾，渋川雅美
  • 学会等名: 第5回 CSJ化学フェスタ2015
  • 発表場所: タワーホール船堀（東京都，江戸川区）
  • 年月日: 2015-10-14
• [学会発表] 高分子増強過渡的等速電気泳動法とカウンター選抜による真菌に対するDNAアプタマーの効率的選抜法の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 土田真帆，廣瀬和生，吉本敬太郎，齋藤伸吾，渋川雅美
  • 学会等名: 日本分析化学会第64年会
  • 発表場所: 九州大学（福岡県，福岡市）
  • 年月日: 2015-09-09
• [学会発表] 汚染金属イオンスウィーピングPAGE/銅イオン検出PAGEを用いる種々の銅結合性タンパク質の分析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 植木晃宏，齋藤伸吾，前島明典，渋川雅美
  • 学会等名: 第66回日本電気泳動学会総会
  • 発表場所: 東京工科大学（東京都，八王子市）
  • 年月日: 2015-09-05
• [学会発表] Fluorescence sensing of saccharides using boronic acid functionalized squarylium dyes and their applications to analytical methods (2015)
  • 著者名/発表者名: Shingo Saito, Takeshi Maeda, Hiroyuki Nakazumi, Christa L. Colyer
  • 学会等名: The 7th East Asia Symposium on Functional Dyes and Advanced Materials (EAS7)
  • 発表場所: 大阪府立大（大阪府，堺市）
  • 年月日: 2015-09-03
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Safe and rapid analytical methods for actinide ions and radioactive Sr-90 in high-dose radiation samples using fluorescent probes in capillary electrophoresis (2015)
  • 著者名/発表者名: Tomoko Haraga, Yuta Nakano, Yoshiyuki Sato, Kazuki Ohuchi, Kazuki Hirose, Masami Shibukawa, Ken-ichiro Ishimori, Yutaka Kameo, Shingo Saito
  • 学会等名: The 7th International Conference on Green and Sustainable Chemistry
  • 発表場所: 一橋大学（東京都，国立市）
  • 年月日: 2015-07-07
  • 国際学会
• [学会発表] キャピラリー電気泳動法を用いる大腸菌に対するDNAアプタマー拘束選抜技術の開発とその特性評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 廣瀬和生，吉本敬太郎，齋藤伸吾，渋川雅美
  • 学会等名: 第75回分析化学討論会
  • 発表場所: 山梨大学（山梨県，山梨市）
  • 年月日: 2015-05-24
• [学会発表] 生体試料中シアル酸の多変量判別分析用ボロン酸修飾型スカリリウム色素の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大内和希，齋藤伸吾，前田壮志，中澄博行，Colyer Christa L.，渋川雅美
  • 学会等名: 日本化学会第95春季年会2015
  • 発表場所: 日大薬学部（千葉県，船橋市）
  • 年月日: 2015-03-28
• [学会発表] 電気泳動分離場で機能する蛍光プローブ (2015)
  • 著者名/発表者名: 齋藤伸吾
  • 学会等名: 「分離機能とセンシング機能の化学」セミナー2015
  • 発表場所: 東北大学片平キャンパス（宮城県，仙台市）
  • 年月日: 2015-03-07
  • 招待講演
• [学会発表] A New Approach of DNA Aptamer Selection for Microbe Cells Using Polymer-Enhanced Capillary Transient Isotachophoresis (2014)
  • 著者名/発表者名: Shingo Saito, Kazuki Hirose, Maho Tsuchida, Masami Shibukawa
  • 学会等名: 14th Asia-Pacific International Symposium on Microscale Separations and Analysis (APCE2014)
  • 発表場所: 京都大学（京都府，京都市）
  • 年月日: 2014-12-09 – 2014-12-10
• [学会発表] キャピラリー電気泳動を用いる細菌に特異的なDNAアプタマーの高速選抜法の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 齋藤伸吾
  • 学会等名: 第２回 混相流に関する最先端科学技術シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学浅野キャンパス（東京都文京区）
  • 年月日: 2014-11-14
  • 招待講演
• [学会発表] タンパク質結合型金属イオンのポリアクリルアミドゲル電気泳動によるマッピング (2014)
  • 著者名/発表者名: 齋藤伸吾
  • 学会等名: 第65回日本電気泳動学会総会
  • 発表場所: 横浜情報文化センター（神奈川県，横浜市）
  • 年月日: 2014-10-24 – 2014-10-25
  • 招待講演
• [学会発表] Selection of DNA Aptamer for Bacterial Cell using Polymer-enhanced Capillary Transient Isotachophoresis (2014)
  • 著者名/発表者名: Shingo Saito
  • 学会等名: 1st Asian Symposium on Analytical Sciences
  • 発表場所: 広島大学（広島県，広島市）
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-18
  • 招待講演
• [学会発表] キャピラリー電気泳動法を用いる濃縮－分離－精密分取システム：環境物質および生体物質への応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 齋藤伸吾
  • 学会等名: 首都圏北部４大学発 新技術説明会（JST）
  • 発表場所: JST東京別館ホール（東京都，千代田区）
  • 年月日: 2014-06-20
  • 招待講演
• [学会発表] 複数のフェニルボロン酸修飾型スカリリウム色素群によるを用いるパターンベースシアル酸の蛍光応答パターン認識 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大内和希，齋藤伸吾，前田壮志，中澄博行，Christa L. Colyer，渋川雅美
  • 学会等名: 第74回分析化学討論会
  • 発表場所: 日本大学工学部（福島県，福島市）
  • 年月日: 2014-05-24 – 2014-05-25
• [学会発表] Capillary electrophoresis with laser-induced fluorescence detection for ultratrace uranyl ion using a highly emissive phenanthroline-dicarboxylate- derivative probes (2014)
  • 著者名/発表者名: Tomoko Haraga, Yoshiyuki Sato, Kazuki Ohuchi, Masami Shibukawa, Ken-ichiro Ishimori, Kameo Yutaka, Shingo Saito
  • 学会等名: 41st International Symposium on High Performance Liquid Pahse Separations and Related Techniques (HPLC2014)
  • 発表場所: Hilton New Orleans Riverside, New Orleans, LA, USA
  • 年月日: 2014-05-11 – 2014-05-15
• [学会発表] Protein-Copper Ion Mapping of Human Serum Using a Novel Metal Ion Contaminant Sweeping Technique and Fluorescent Metal Probe in Polyaminocarboxylate Gel Electrophoresis (2013)
  • 著者名/発表者名: Shingo Saito, Mitsuyoshi Kawashima, Makoto Sato, Masami Shibukawa
  • 学会等名: 39th International Symposium on High Performance Liquid Phase Separations and Related Techniques (HPLC2013)
  • 発表場所: RAI, Amsterdam, Netherland
• [学会発表] 汚染金属イオンスウィーピング法を用いる金属タンパク質のゲル電気泳動分離：血清中アルブミン結合型銅イオンの定量 (2013)
  • 著者名/発表者名: 前島明典，齋藤伸吾，川島光喜，佐藤誠，渋川雅美
  • 学会等名: 金属の関与する生体関連シンポジウム(SRM2013)
  • 発表場所: 武蔵野大学
• [学会発表] 新規蛍光プローブによる放射性廃棄体中および環境微生物中の重金属イオンの超高感度電気泳動法の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 齋藤伸吾
  • 学会等名: 堀場雅夫賞授賞式 受賞講演
  • 発表場所: 京都大学芝蘭会館
  • 招待講演
• [学会発表] 汚染金属イオンスウィーピングPAGE/金属検出PAGEによるヒト血清中銅イオン分布の解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 齋藤伸吾，川島光喜，渋川雅美
  • 学会等名: キャピラリー電気泳動シンポジウム（SCE2013）
  • 発表場所: 日本女子大学
• [備考] 渋川研究室の研究紹介ページ
  • URL: http://www.apc.saitama-u.ac.jp/bunseki/Research.html