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分子夾雑下における生体分子検出法の構築

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 20H04692
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
審査区分 理工系
研究機関群馬大学

研究代表者

神谷 厚輝  群馬大学, 大学院理工学府, 助教 (70612315)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードナノポアタンパク質 / 人工細胞膜 / パッチクランプ / βバレル / リポソーム / 膜タンパク質 / マイクロデバイス / パッチクランプ法
研究開始時の研究の概要

本研究では、膜タンパク質を合成生物学的手法により改変させることで、分子夾雑下での目的分子の検出を目指す。

研究実績の概要

OmpGのβストランド数を変えることで、OmpGナノポア直径を変えられるかを検討した。βストランドを4本削除した変異体、βストランドを4本挿入した変異体等を作製し、その変異体を大腸菌で発現させ精製した。そして、これらのOmpGのイオン透過を人工細胞膜パッチクランプにて検討した。また、様々な分子量のポリエチレングリコールでOmpGナノポア内を閉塞することで、イオン透過の阻害からOmpGナノポア直径を検討した。βストランド数を減らすとナノポア直径が小さくなり、βストランド数を増やすとナノポア直径が大きくなることが分かった。例えば、かさ高い側鎖をもったアミノ基が増加すると、βストランド数を増やしてもイオン透過が減少した。したがって、βストランド数の本数だけではなく、ポア表面のアミノ酸の側鎖の状態も大きくイオン透過に関与することが分かった。また、リポソーム膜内にOmpLAを再構成し、OmpLAのホスホリパーゼ活性を活用すると、膜の曲率が変化してリポソームが分裂する様子が観察された。

現在までの達成度 (段落)

令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Formation and function of OmpG or OmpA-incorporated liposomes using an in vitro translation system2022

    • 著者名/発表者名
      Kamiya Koki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 2376-2376

    • DOI

      10.1038/s41598-022-06314-4

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Formation of Giant Lipid Vesicle Containing Dual Functions Facilitates Outer Membrane Phospholipase2021

    • 著者名/発表者名
      Ohnishi Seren、Kamiya Koki
    • 雑誌名

      ACS Synthetic Biology

      巻: 10 号: 8 ページ: 1837-1846

    • DOI

      10.1021/acssynbio.0c00468

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] "Preparation and function of mutant outer membrane protein toward biomolecule detection under multimolecular crowding "2022

    • 著者名/発表者名
      Koki Kamiya Toshiyuki Tosaka
    • 学会等名
      CMCB2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] INVESTIGATION OF ION PERMEABILITY OF MUTANT NANOPORE-FORMING PROTEIN FOR BIOLOGICAL SENSING USING A PATCH CLAMP METHOD OF THE ARTIFICIAL LIPID BILAYER2021

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Tosaka, Koki Kamiya
    • 学会等名
      The 25th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 様々な大きさの生体分子検出を目指した改変型βバレルナノポアタンパク質の物質透過性の検討2021

    • 著者名/発表者名
      登坂俊行、神谷厚輝
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第43回研究会(CHEMINAS 43)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Investigation of pore diameter conversion of β-barrel nanopore-forming protein by changing number of β-strands2021

    • 著者名/発表者名
      登坂俊行、神谷厚輝
    • 学会等名
      第59回生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] βストランド数変化によるβバレルナノポアタンパク質のポアサイズ変換と生体分子の検出2021

    • 著者名/発表者名
      登坂俊行、神谷厚輝
    • 学会等名
      日本化学会 第102春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Control of outer membrane phospholipase A (OmpLA) functions on an artificial lipid bilayer membrane2021

    • 著者名/発表者名
      Seren Ohnishi, Koki Kamiya
    • 学会等名
      65th Biophysical Society Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] INVESTIGATION OF SUBSTANCE PERMEABILITY OF MUTANT BETA-BARREL NANOPORE-FORMING PROTEIN2021

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Tosaka, Koki Kamiya
    • 学会等名
      65th Biophysical Society Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] βバレルナノポア形成タンパク質のβストランド数変化によるポアサイズ変換の検討2021

    • 著者名/発表者名
      登坂俊行、神谷厚輝
    • 学会等名
      日本化学会 第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 平面二重膜の組成の違いによるOmpGの膜への挿入の違いについて2020

    • 著者名/発表者名
      登坂俊行、神谷厚輝
    • 学会等名
      第58回日本生物物理学会 年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Outer membrane phospholipaseA (OmpLA)を用いた細胞モデルの構築2020

    • 著者名/発表者名
      大西瀬蓮、神谷厚輝
    • 学会等名
      第58回日本生物物理学会 年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 2つの機能をもつ人工細胞モデルの構築2020

    • 著者名/発表者名
      大西瀬蓮、神谷厚輝
    • 学会等名
      細胞を創る研究会13.0
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 複雑な生命現象の理解に向けた高次な人工細胞膜の創成2020

    • 著者名/発表者名
      神谷厚輝
    • 学会等名
      細胞を創る研究会13.0
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 変異型ナノポア形成タンパク質のナノポア形成の検討2020

    • 著者名/発表者名
      登坂俊行、神谷厚輝
    • 学会等名
      細胞を創る研究会13.0
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 群馬大学 大学院理工学府 分子科学部門 神谷研究室

    • URL

      http://kamiya.chem-bio.st.gunma-u.ac.jp/index2.html

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2022-12-28  

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