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分子夾雑場における進化的ペプチドリガンド探索手法の開発

公募研究

研究領域分子夾雑の生命化学
研究課題/領域番号 18H04535
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
研究機関埼玉大学

研究代表者

寺井 琢也  埼玉大学, 理工学研究科, 特任准教授 (00508145)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2019年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2018年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード分子夾雑 / ペプチドアプタマー / 進化分子工学 / 光親和性標識
研究実績の概要

本研究では、cDNA display 法が持つ分子夾雑環境下での淘汰に対するポテンシャルに着目し、標的分子を夾雑環境下において非固定化条件下で認識するペプチドアプタマーの進化的取得方法の開発を目指している。前年度の研究では、DNAタグを用いてリガンド(=cDNA display分子)・タンパク質間の結合依存的な光架橋を溶液中で形成させる事が可能であることを、streptavidinをモデル標的タンパク質として示した。本年度はこれに引き続き、別のタンパク質と結合ペプチドの組合せでも同様に光架橋が形成されることを確認した。さらにこの光架橋反応が分子夾雑下でも起こることも確かめ、投稿論文としてオープンアクセス誌Moleculesの分子夾雑特集号に発表した(Molecules, 2020, 25, 1472)。
一方、「cDNA displayを用いた分子夾雑系中での淘汰実験」については、10残基程度の環状ランダムペプチド配列をコードするcDNA displayライブラリを調製し、化学架橋により環化を行った。これを精製した後、標的タンパク質と反応させて親和性のある分子を選択した。セレクションの際はサンプルを2つに分け、通常の緩衝液だけでなく血清を添加した環境でも結合実験を行った。これを何度か繰り返し、「緩衝液セレクション」と「血清セレクション」の夫々に対して次世代シークエンスにより配列解析および上位配列の結合評価を実施したところ、血清を用いたセレクションの方が配列の収束速度や特異性が向上している可能性が示唆された。この事は、当初の作業仮説通り、分子夾雑環境下で試験管内淘汰実験を行う事の有用性およびcDNA display法の優位性を支持していると考えられる。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件) 産業財産権 (3件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] In Vitro Construction of Large-scale DNA Libraries from Fragments Containing Random Regions using Deoxyinosine-containing Oligonucleotides and Endonuclease V2020

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Yasuhide、Terai Takuya、Kumachi Shigefumi、Nemoto Naoto
    • 雑誌名

      ACS Combinatorial Science

      巻: 22 号: 4 ページ: 165-171

    • DOI

      10.1021/acscombsci.9b00167

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photocrosslinking of cDNA Display Molecules with Their Target Proteins as a New Strategy for Peptide Selection2020

    • 著者名/発表者名
      Terai Takuya、Koike Tomoyuki、Nemoto Naoto
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 25 号: 6 ページ: 1472-1472

    • DOI

      10.3390/molecules25061472

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] In vitro selection of anti-gliadin single-domain antibodies from a na?ve library for cDNA-display mediated immuno-PCR2020

    • 著者名/発表者名
      Jayathilake Chathuni、Kumachi Shigefumi、Arai Hidenao、Motohashi Maiko、Terai Takuya、Murakami Akikazu、Nemoto Naoto
    • 雑誌名

      Analytical Biochemistry

      巻: 589 ページ: 113490-113490

    • DOI

      10.1016/j.ab.2019.113490

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] cDNA Display Mediated Immuno-PCR (cD-IPCR): A Novel PCR-based Antigen Detection Method2019

    • 著者名/発表者名
      Jayathilake Chathuni、Terai Takuya、Nemoto Naoto
    • 雑誌名

      BIO-PROTOCOL

      巻: 9 号: 24

    • DOI

      10.21769/bioprotoc.3457

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A novel immuno-PCR method using cDNA display2019

    • 著者名/発表者名
      Anzai Hiroki、Terai Takuya、Jayathilake Chathuni、Suzuki Takeru、Nemoto Naoto
    • 雑誌名

      Analytical Biochemistry

      巻: - ページ: 1-6

    • DOI

      10.1016/j.ab.2019.04.017

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selection of peptides that associate with dye-conjugated solid surfaces in a pH-dependent manner using cDNA display2019

    • 著者名/発表者名
      Takuya Terai, Hiroki Anzai, and Naoto Nemoto
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 4 号: 4 ページ: 7378-7384

    • DOI

      10.1021/acsomega.9b00631

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Synthesis of unsymmetrical Si-rhodamine fluorophores and application to a far-red to near-infrared fluorescence probe for hypoxia2018

    • 著者名/発表者名
      Hanaoka Kenjiro、Kagami Yu、Piao Wen、Myochin Takuya、Numasawa Koji、Kuriki Yugo、Ikeno Takayuki、Ueno Tasuku、Komatsu Toru、Terai Takuya、Nagano Tetsuo、Urano Yasuteru
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 54 号: 50 ページ: 6939-6942

    • DOI

      10.1039/c8cc02451k

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a Series of Practical Fluorescent Chemical Tools to Measure pH Values in Living Samples2018

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Shodai、Kagami Yu、Hanaoka Kenjiro、Terai Takuya、Komatsu Toru、Ueno Tasuku、Uchiyama Masanobu、Koyama-Honda Ikuko、Mizushima Noboru、Taguchi Tomohiko、Arai Hiroyuki、Nagano Tetsuo、Urano Yasuteru
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 140 号: 18 ページ: 5925

    • DOI

      10.1021/jacs.8b00277

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] cDNA display技術を活用した酵素基質ペプチドの網羅探索2020

    • 著者名/発表者名
      寺井琢也、藤谷聡、根本直人
    • 学会等名
      日本化学会 第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 核酸光架橋を利用した新規ペプチドアプタマー探索法の開発2020

    • 著者名/発表者名
      寺井琢也、小池知幸、根本直人
    • 学会等名
      日本薬学会第140年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 光架橋塩基を活用した新規ペプチドアプタマー探索法の基盤開発2019

    • 著者名/発表者名
      小池知幸、寺井琢也、根本直人
    • 学会等名
      日本ケミカルバイオロジー学会第14回年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 分子夾雑系内淘汰によるIL-17A結合ペプチドの取得2019

    • 著者名/発表者名
      寺井琢也、安齋宏紀、根本直人
    • 学会等名
      日本ケミカルバイオロジー学会第14回年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] cDNA display法を用いたpH感受性色素結合ペプチドの探索とタンパク質精製への応用2019

    • 著者名/発表者名
      寺井琢也、安齋宏紀、山田陸、根本直人
    • 学会等名
      第13回バイオ関連化学シンポジウム2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] cDNA display法によるプロテアーゼ基質ペプチドの網羅的スクリーニング2019

    • 著者名/発表者名
      藤谷聡、寺井琢也、根本直人
    • 学会等名
      第13回バイオ関連化学シンポジウム2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Functionalization of liposomes using artificially evolved peptides against lipid membranes2019

    • 著者名/発表者名
      Takuya Terai, Shota Kobayashi, Yuki Yoshikawa, Yasuhito Utsugi, Naoto Nemoto
    • 学会等名
      CBI学会2019年大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] cDNA displayの光架橋によるペプチドアプタマー探索の基盤研究2019

    • 著者名/発表者名
      寺井琢也、小池知幸、根本直人
    • 学会等名
      新学術領域「分子夾雑の生命化学」第2回関東地区シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] A cDNA display mediated novel immuno-PCR method2019

    • 著者名/発表者名
      Chathuni Jayathilate, Hiroki Anzai, Takuya Terai, Naoto Nemoto
    • 学会等名
      Next Generation Protein Analysis and Detection (3rd ed.)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] cDNA display法を用いた夾雑環境下での試験管内淘汰2019

    • 著者名/発表者名
      安齋 宏紀、根本 直人、寺井 琢也
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] In vitro selection of peptide aptamers that recognize a specific conformation of an organic dye2019

    • 著者名/発表者名
      寺井 琢也、安齋 宏紀、山田 陸、根本 直人
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 進化分子工学による低分子認識ポリペプチドの開発2019

    • 著者名/発表者名
      寺井 琢也、安齋 宏紀、山田 陸、根本 直人
    • 学会等名
      Future Trend in Polymer Science 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] pH応答型タンパク質精製システムを目指した低分子結合ペプチドの探索研究2018

    • 著者名/発表者名
      山田 陸、安齋 宏紀、寺井 琢也、根本 直人
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] cDNA display法を用いたプロテアーゼの基質探査法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      藤谷 聡、寺井 琢也、根本 直人
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Development of Phenolphthalein Binding Peptide Aptamers Using cDNA Display2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Anzai, Riku Yamada, Takuya Terai, Naoto Nemoto
    • 学会等名
      10th International Peptide Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 埼玉大学工学部応用化学科根本研究室ホームページ

    • URL

      http://park.saitama-u.ac.jp/~nemoto/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
  • [産業財産権] A novel immune-PCR method using cDNA display2020

    • 発明者名
      根本直人、安斎宏紀、鈴木武尊、熊地重文、寺井琢也
    • 権利者名
      埼玉大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 光架橋塩基を活用した、新規ペプチドアプタマー探索用標的モジュール、新規ペプチドアプタマー探索用リンカー及びそれらを用いる新規ペプチドアプタマーの探索方法2020

    • 発明者名
      根本直人、寺井琢也
    • 権利者名
      埼玉大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2020-043550
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [産業財産権] 分子精製用リガンド、分子精製用タグペプチド及びこれらを用いた分子精製方法2018

    • 発明者名
      根本直人、寺井琢也、安齋宏紀、山田陸
    • 権利者名
      埼玉大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-162831
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-01-27  

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