マイクロフロー化学を応用した含SS結合タンパク質の効率的フォールディング手法開発

• 研究課題/領域番号: 26888016
• 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: 生体関連化学
• 研究機関: 東海大学
• 研究代表者: 荒井 堅太 東海大学, 理学部, 助教 (60728062)
• 研究期間 (年度): 2014-08-29 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: フォールディング / マイクロリアクター / ジスルフィド / フローケミストリー / インスリン / リゾチーム / ジスルフィド結合 / タンパク質

研究成果の概要

合成ポリペプチド鎖はジスルフィド（SS）形成およびSS異性化反応によって活性な天然構造へフォールドする必要がある。本研究では特殊な試薬を用いず、短い拡散距離による迅速な化学反応を実現するマイクロリアクター（MR）を用いることで、誰もが簡単にフォールディング反応を達成できるような簡易手法の開発を目指した。還元体リゾチームおよびグルタチオンの溶液を同時にMRへ流入しフォールディング反応を促したところ、バッチ条件よりも迅速に活性型リゾチームが再生した。同様の挙動は二本鎖インスリンのフォールディングにおいても観測された。MRを利用するだけで、酸化的フォールディングの効率化を実現した。

研究成果

• [雑誌論文] Alkyl chain modulated cytotoxicity and antioxidant activity of bioinspired amphiphilic selenolanes (2016)
  • 著者名/発表者名: Prachi Verma, Amit Kunwar, Kenta Arai, Michio Iwaoka, K. Indira Priyadarsini
  • 雑誌名: Toxicology Research 巻: 5 号: 2 ページ: 434-445
  • DOI: 10.1039/c5tx00331h
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Tetrahydroselenophene. A Unique Structural Motif for Biochemical Applications (2016)
  • 著者名/発表者名: Kenta Arai, Michio Iwaoka
  • 雑誌名: Current Organic Chemistry 巻: 20 号: 2 ページ: 155-165
  • DOI: 10.2174/1385272819666150724233306
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Ring Size and Polar Functional Groups on the Glutathione Peroxidase-Like Antioxidant Activity of Water-Soluble Cyclic Selenides (2015)
  • 著者名/発表者名: Kenta Arai, Fumio Kumakura, Motoi Takahira, Natsumi Sekiyama, Nozomi Kuroda, Toshiki Suzuki, Michio Iwaoka
  • 雑誌名: The Journal of Organic Chemistry 巻: 5 号: 11 ページ: 5633-5642
  • DOI: 10.1021/acs.joc.5b00544
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fatty acid conjugates of water-soluble trans-3,4-dihydroxy-1-selenolane. Effect of an alkyl chain length on the antioxidant capacity (2015)
  • 著者名/発表者名: Michio Iwaoka, Nobukazu Sano, Ying-Yin Lin, Arisa Katakura, Masato Noguchi, Kohei Takahashi, Fumio Kumakura, Kenta Arai, Beena G. Singh, Amit Kunwar, K. Indira Priyadarsini
  • 雑誌名: ChemBioChem 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] An Amphiphilic Selenide Catalyst Behaves Like a Hybrid Mimic of Protein Disulfide Isomerase and Glutathione Peroxidase 7 (2014)
  • 著者名/発表者名: Kenta Arai, Kenji Moriai, Akinobu Ogawa, Michio Iwaoka
  • 雑誌名: Chemistry-An Asian Journal 巻: 9 号: 12 ページ: 3464-3471
  • DOI: 10.1002/asia.201402726
  • 査読あり
• [学会発表] Modeling of ER-resident oxidoreductases by using a small molecule with tetrahydroselenophene skeleton (2016)
  • 著者名/発表者名: Kenta Arai
  • 学会等名: 6th International Conference on Metals in Genetics, Chemical Biology and Therapeutics
  • 発表場所: Bangalore, India
  • 年月日: 2016-02-17
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Synthesis and application of cyclic selenides having high-polar functional groups as ER-resident oxidoreductase models (2015)
  • 著者名/発表者名: Kenta Arai
  • 学会等名: The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015
  • 発表場所: Hawaii, USA
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会
• [学会発表] SYNTHESIS OF WATER-SOLUBLE CYCLIC SELENIDES AND APPLICATION AS A GLUTATHIONE PEROXIDASE MIMIC. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kenta Arai
  • 学会等名: The 11thInternational Conference on Heteroatom Chemistry
  • 発表場所: Caen, France
  • 年月日: 2015-06-14
  • 国際学会
• [学会発表] 二種の小胞体内酸化還元酵素機能を併せもつ新しい両親媒性セレニド触媒の合成と応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 荒井堅太
  • 学会等名: 第41回有機典型元素化学討論会
  • 発表場所: 宇部市文化会館ホール（宇部市）
  • 年月日: 2014-11-29