ナノチューブ内マイクロ環境を利用した分子進化工学の高度化に関する研究

• 研究課題/領域番号: 26350978
• 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: ケミカルバイオロジー
• 研究機関: 国立研究開発法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 久保 泰 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 創薬分子プロファイリング研究センター, 副研究センター長 (10178030)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2014年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: 試験管内進化 / マイクロ環境 / リフォールディング / 生理活性ペプチド / 分子進化 / 有機ナノチューブ

研究成果の概要

生物進化過程で保存されてきたある種の生理活性ペプチドの分子骨格は、ランダムな配列を空間提示するのに都合がよく、それを鋳型とするランダムペプチドライブラリからの試験管内分子進化技術は標的認識分子の創製にとって極めて有効である。本研究において有機ナノチューブ存在下で生理活性ペプチドの無細胞翻訳を行ったところ、ペプチドのリフォールディングが促進され、その活性回収率が向上することを見い出した。この研究成果により、目的とする特異的認識分子の単離・同定に至る時間の大幅な短縮、リード探索の効率化が可能となり、引いては創薬の迅速化に繋がることが期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Modulated dynamics of PAM-α7 nAChR from X-ray single molecular observations (2017)
  • 著者名/発表者名: Tomoyuki Baba, Tai Kubo, Sumiko Ohashi, Keigo Ikezaki, Kazuhiro Mio, Hiroshi Sekiguchi, Yuji, C. Sasaki
  • 雑誌名: BIOPHYSICAL JOURNAL 巻: 112-3 ページ: 327-327
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Random Peptide Library for Ligand and Drug Discovery (2016)
  • 著者名/発表者名: Tai Kubo
  • 雑誌名: Toxins and Drug Discovery 巻: － ページ: 1-24
  • DOI: 10.1007/978-94-007-6726-3_2-1
  • ISBN: 9789400767263
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A high performance platform based on cDNA display for efficient synthesis of protein fusions and accelerated directed evolution (2016)
  • 著者名/発表者名: Naimuddin, M., & Kubo, T.
  • 雑誌名: ACS Combinatorial Sci. 巻: 18 号: 2 ページ: 117-129
  • DOI: 10.1021/acscombsci.5b00139
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Pr-SNTX, a short-chain three-finger toxin from Papuan pigmy mulga snake, is an antagonist of muscle-type nicotinic acetylcholine receptor (alpha2 beta delta epsilon) (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamauchi, Y., Kimoto, H., Yang, X., Filkin, S., Utkin, Y., Kubo, T., & Inagaki, H.
  • 雑誌名: Biosci. Biotech. and Biochem 巻: 80 号: 1 ページ: 158-161
  • DOI: 10.1080/09168451.2015.1065169
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Peptidome and transcriptome analysis of the toxin-like peptides in the venom glands of Tarantula Grammostora rosea (2015)
  • 著者名/発表者名: Kimura, T., & Kubo, T.
  • 雑誌名: Spider Venoms 巻: - ページ: 251-270
  • DOI: 10.1007/978-94-007-6646-4_13-1
  • ISBN: 9789400766464
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Directed evolution of three-finger toxin to produce serine protease inhibitors (2014)
  • 著者名/発表者名: Cai, W., Naimuddin, M., Inagaki, H., Kameyama, K., Ishida, N., & Kubo, T.*
  • 雑誌名: J. Receptors and Signal Transduction 巻: 34 ページ: 154-161
  • 査読あり
• [雑誌論文] Versatile C-terminal specific biotinylation of proteins using both a puromycin-linker and a cell-free translation system for studying high-throughput protein-molecule interactions (2014)
  • 著者名/発表者名: Nemoto N, Fukushima T, Kumachi S, Suzuki M, Nishigaki K, Kubo T.
  • 雑誌名: Anal Chem. 巻: 86 号: 17 ページ: 8535-8540
  • DOI: 10.1021/ac501601g
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Real time ligand-induced motion mappings of AChBP and nAChR using X-ray single molecule tracking (2014)
  • 著者名/発表者名: Sekiguchi, H., Suzuki, Y., Nishino, Y., Kobayashi, S., Shimoyama, Y., Cai, W., Nagata, K., Okada, M., Ichiyanagi, K., Ohta, N., Yagi, N., Miyazawa*, A., Kubo, T.*, & Sasaki, Y.*
  • 雑誌名: Scientific Reports, 巻: - 号: 1
  • DOI: 10.1038/srep06384
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Modulated dynamics of PAM-α7 nAChR from X-ray single molecular observations (2017)
  • 著者名/発表者名: Tomoyuki Baba, Tai Kubo, Sumiko Ohashi, Keigo Ikezaki, Kazuhiro Mio, Hiroshi Sekiguchi, Yuji C. Sasaki
  • 学会等名: Biophysical Society 61st Annual Meeting
  • 発表場所: New Orleans Ernest N. Morial Convention Center（米国ルイジアナ州ニューオリンズ）
  • 年月日: 2017-02-14
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] X線1分子追跡（DXT）法によるα7ニコチン性アセチルコリン受容体のリアルタイム1分子動態計測 (2016)
  • 著者名/発表者名: 馬場知之、大橋澄子、関口博史、池崎圭吾、三尾和弘、佐々木裕次、久保泰
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-12-02
• [学会発表] リンカー設計およびタンパク質翻訳過程の至適化による試験管内進化技術（cDNAディスプレイ法）の改良と抗VEGF-3本指ペプチドの創製 (2016)
  • 著者名/発表者名: 久保泰、Naimuddin Mohammed、多田耕平、大橋澄子、平家勇司、五島直樹
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-12-02
  • 招待講演
• [学会発表] 2種類の抗サバイビンバインダー（Three-FingerとVHH抗体）のサバイビン阻害活性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 安斎宏紀、鈴木武尊、四本勇也、木村慎之介、鈴木美穂、久保泰、根本直人
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-11-30
• [学会発表] 3D Motion Maps of TRPV1 cation channel depicted by Diffracted X-Ray Tracking Method (2016)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiro Mio, Keigo, Ikezaki, Hiroshi Sekiguchi, Yufuku Matsushita, Tai Kubo, Yuji C. Sasaki
  • 学会等名: 第54回生物物理学会
  • 発表場所: つくば国際会議場（茨城県つくば市）
  • 年月日: 2016-11-27
• [学会発表] X-ray imaging of single protein's motion with ultra-high speed and accuracy (2016)
  • 著者名/発表者名: Tomoyuki Baba, Keigo Ikezaki, Hiroshi Sekiguchi, Tai Kubo, Yuji C. Sasaki
  • 学会等名: The 31st International Congress on High-speed Imaging and Photonics
  • 発表場所: ホテル阪急エキスポパーク（大阪府吹田市）
  • 年月日: 2016-11-08
  • 国際学会
• [学会発表] Development of peptide neurotoxin-based allosteric modulators of nicotinic acetylcholine receptor alpha 7: evaluation by diffracted x-ray tracking method (2016)
  • 著者名/発表者名: Tai Kubo, Tomoyuki Baba, Sumiko Ohashi, Keigo Ikezaki, Hiroshi Sekiguchi, Yuji C. Sasaki
  • 学会等名: XII Congress of the Pan-America Section of the IST
  • 発表場所: Deauville Hotel（米国フロリダ州マイアミ）
  • 年月日: 2016-09-18
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] X線回折点追跡法と試験管内分子進化技術の融合によるチャネル分子の遷移過程識別プローブの創製 (2016)
  • 著者名/発表者名: 久保泰
  • 学会等名: 第68回埼玉大学脳科学セミナー
  • 発表場所: 埼玉大学（埼玉県さいたま市）
  • 年月日: 2016-07-26
  • 招待講演
• [学会発表] イオンチャネルの遷移状態識別プローブ創製に向けて (2016)
  • 著者名/発表者名: 久保泰
  • 学会等名: 大阪大学蛋白質研究所セミナー
  • 発表場所: 大阪大学蛋白質研究所（大阪府豊中市）
  • 年月日: 2016-05-12
  • 招待講演
• [学会発表] Realtime single molecular motion analysis of nicotinic acetylcholine receptor alpha 7 by diffracted X-ray tracking method (2016)
  • 著者名/発表者名: Kubo, T., Baba, T., Ikezaki, K., Sekiguchi, H., Nishino, Y., Miyazawa, A., Sasaki, Y.C.
  • 学会等名: 60th Annual Meeting of Biophysical Society
  • 発表場所: ロサンゼルス（米国）
  • 年月日: 2016-02-29
  • 国際学会
• [学会発表] Utilization of neurotoxin-inspired peptide libraries in in-vitro evolution, and its proved pluripotency to target GPCRs, proteases and trophic factors (2015)
  • 著者名/発表者名: Kubo, T., Naimuddin, M., Ono, S., Hirokawa, T.
  • 学会等名: 18th World Congress of the International Society on Toxinology
  • 発表場所: オックスフォード（英国）
  • 年月日: 2015-09-25
  • 国際学会
• [学会発表] In vitro evolution from pluripotent peptide libraries with natural neurotoxin scaffolds to target receptors, proteases and trophic factors (2015)
  • 著者名/発表者名: Kubo, T., Naimuddin, M., Ono, S.
  • 学会等名: 29th Annual Symposium of the Protein Society
  • 発表場所: バルセロナ（スペイン）
  • 年月日: 2015-07-23
  • 国際学会
• [学会発表] Pluripotent random peptide library inspired by natural neurotoxins in the accelerated gene evolution (2015)
  • 著者名/発表者名: Kubo, T., Naimuddin, M., Ono, S.
  • 学会等名: 10th European Biophysics Congress
  • 発表場所: ドレスデン （ドイツ）
  • 年月日: 2015-07-18
  • 国際学会
• [学会発表] パプアピグミーマルガスネークの生理活性ペプチドおよびタンパク質に関する研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山内瑶子、木本 光、鳥羽通久、久保 泰、稲垣 英利
  • 学会等名: 第６２回トキシンシンポジウム
  • 発表場所: 志摩（三重）
  • 年月日: 2015-07-10
• [学会発表] 加速進化型ペプチドのスキャフォールドを利用した分子認識 (2015)
  • 著者名/発表者名: 久保泰
  • 学会等名: 人工認識分子研究会
  • 発表場所: 大阪（大阪）
  • 年月日: 2015-06-23
  • 招待講演
• [学会発表] 加速進化型ペプチドの分子骨格を利用した多能性ペプチドライブラリの利用技術 (2015)
  • 著者名/発表者名: 久保泰
  • 学会等名: 第20回分子複合医薬研究会
  • 発表場所: 池田
  • 年月日: 2015-02-26
  • 招待講演
• [学会発表] 加速進化型ペプチドのscaffoldに基づく多能性ペプチドライブラリの構築と標的特異的分子の創製 (2014)
  • 著者名/発表者名: 久保泰
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-11-26
• [学会発表] 高速1分子内ダイナミクス計測で捉えるアセチルコリン受容体・機能運動 (2014)
  • 著者名/発表者名: 関口博史、徳江真紀、西野有里、一柳光平、久保泰、宮澤淳夫、八木直人、佐々木裕次
  • 学会等名: 第14回日本蛋白質科学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-06-25 – 2014-06-27
• [学会発表] Utilization of three-finger peptide library and evolution in vitro toward protease inhibitors. (2014)
  • 著者名/発表者名: Cai, W., Kubo, T.
  • 学会等名: 10th IST Asia Pacific Congress on Animal, Plant and Microbial Toxins
  • 発表場所: Changsha, China
  • 年月日: 2014-06-16