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2018 年度 実績報告書

バクテリオファージに学ぶ発動分子システムの創成

計画研究

研究領域発動分子科学:エネルギー変換が拓く自律的機能の設計
研究課題/領域番号 18H05421
研究機関東京工業大学

研究代表者

上野 隆史  東京工業大学, 生命理工学院, 教授 (70332179)

研究分担者 金丸 周司  東京工業大学, 生命理工学院, 助教 (50376951)
研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2023-03-31
キーワードバクテリオファージ / 生体超分子 / 分子機械
研究実績の概要

本研究計画では、バクテリオファージT4(以下T4と表記)の大腸菌感染初期に重要な役割を担う、シース、分子針の部品蛋白質集合体に着目する。近年のT4の高分解能構造の報告からは、分子針先端構造の重要性が示唆されている。そこで、本研究では、分子針部位の精密な発動制御を確立し、分子針を基盤とするハイブリッド発動分子・生体発動分子の構築を目指す。
(1)発動分子として機能するタンパク質針の作成:金属化合物や、高分子との融合により、様々な人工機能を持つタンパク質針を作成し、自発的な細胞内輸送につなげ、領域内共同研究によって細胞機能制御の分子設計指針を確立してきた。
(2)発動分子としてのタンパク質針精密設計:領域内共同研究によるタンパク質針の結晶構造やHSAFMの実験結果と画像処理技術を組み合わせた動的挙動の解析を進め、精密に制御したタンパク質針の構築に繋げた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

予定よりはやく、発動分子として機能するタンパク質針の作成により金属化合物の自発的な生体内輸送につなげることができ、さらに、発動分子としてのタンパク質針精密設計として、領域内共同研究によるタンパク質針の結晶構造やHSAFMの実験結果と画像処理技術を組み合わせた動的挙動の解析を進め、精密に制御したタンパク質針の構築に繋げることができたから。

今後の研究の推進方策

異分野融合を加速するために、現状の領域内共同研究から領域外共同研究へと広げ、タンパク質針の物理的、理論的解析を進める。

  • 研究成果

    (24件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 3件、 査読あり 9件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 10件、 招待講演 10件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] 清華大学(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      清華大学
  • [国際共同研究] KAIST(韓国)

    • 国名
      韓国
    • 外国機関名
      KAIST
  • [国際共同研究] NTU(シンガポール)

    • 国名
      シンガポール
    • 外国機関名
      NTU
  • [雑誌論文] Coordination design of cadmium ions at the 4-fold axis channel of the apo-ferritin cage2019

    • 著者名/発表者名
      Abe Satoshi、Ito Nozomi、Maity Basudev、Lu Chenlin、Lu Diannan、Ueno Takafumi
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 48 ページ: 9759~9764

    • DOI

      10.1039/C9DT00609E

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Recent progresses in the accumulation of metal ions into the apo-ferritin cage: Experimental and theoretical perspectives2019

    • 著者名/発表者名
      Maity Basudev、Hishikawa Yuki、Lu Diannan、Ueno Takafumi
    • 雑誌名

      Polyhedron

      巻: 172 ページ: 104~111

    • DOI

      10.1016/j.poly.2019.03.048

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Engineering of protein crystals for development of bionanomaterials2019

    • 著者名/発表者名
      T. K. Nguyen, T. T. Pham, and T Ueno
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Encapsulation of biomacromolecules by soaking and co-crystallization into porous protein crystals of hemocyanin2019

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto Tsubasa、Ye Yuxin、Matsuno Asuka、Ohnishi Yuki、Kitamura Akira、Kinjo Masataka、Abe Satoshi、Ueno Takafumi、Yao Min、Ogawa Tomohisa、Matsui Takashi、Tanaka Yoshikazu
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 509 ページ: 577~584

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2018.12.096

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Construction of supramolecular nanotubes from protein crystals2019

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Tien Khanh、Negishi Hashiru、Abe Satoshi、Ueno Takafumi
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 10 ページ: 1046~1051

    • DOI

      10.1039/C8SC04167A

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoinduced in?Vivo Magnetic Resonance Imaging (MRI) with Rapid CO Release from an MnCO-Protein Needle Composite2018

    • 著者名/発表者名
      Hyodo Fuminori、Sho Takeya、Maity Basudev、Fujita Kenta、Tachibana Yoko、Akashi Satoko、Mano Megumi、Hishikawa Yuki、Matsuo Masayuki、Ueno Takafumi
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 24 ページ: 11578~11583

    • DOI

      10.1002/chem.201802445

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Raman spectroscopy insight into Norovirus encapsulation in Bombyx mori cypovirus cubic microcrystals2018

    • 著者名/発表者名
      Mori Hajime、Oda Naoki、Abe Satoshi、Ueno Takafumi、Zhu Wenliang、Pernstich Chris、Pezzotti Giuseppe
    • 雑誌名

      Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy

      巻: 203 ページ: 19~30

    • DOI

      10.1016/j.saa.2018.05.066

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photocatalytic hydrogen evolution systems constructed in cross-linked porous protein crystals2018

    • 著者名/発表者名
      Tabe Hiroyasu、Takahashi Hikaru、Shimoi Takuya、Abe Satoshi、Ueno Takafumi、Yamada Yusuke
    • 雑誌名

      Applied Catalysis B: Environmental

      巻: 237 ページ: 1124~1129

    • DOI

      10.1016/j.apcatb.2018.01.046

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Functionalization of protein crystals with metal ions, complexes and nanoparticles2018

    • 著者名/発表者名
      Abe Satoshi、Maity Basudev、Ueno Takafumi
    • 雑誌名

      Current Opinion in Chemical Biology

      巻: 43 ページ: 68~76

    • DOI

      10.1016/j.cbpa.2017.11.015

    • 査読あり
  • [学会発表] Protein crystals for designing biosupramolecular materials2019

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Ueno
    • 学会等名
      Tokyo Tech NCCR Molecular Systems Engineering Joint Symposium, Basel,
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Bioinorganic Design of Protein Assembly2019

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Ueno
    • 学会等名
      2019 KAIST School of Molecular Science BK21 Workshop
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Metal Coordination Functions Designed in Protein Cage2018

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Ueno
    • 学会等名
      3rd Japan-UK Joint Symposium on Coordination Chemistry
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Metal Coordination and Function Designed in Protein Assembly2018

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Ueno
    • 学会等名
      2018 Korea-Taiwan-Japan Bioinorganic Chemistry Symposium
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Functional Design of Protein Cage for Sustainable Bionanomaterial2018

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Ueno
    • 学会等名
      ASPIRE League forum
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Functions designed in Crystalline Protein Assembly?2018

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Ueno
    • 学会等名
      JST Fujita ACCEL International Symposium Coordination Chemistry for Structural Elucidation ICCC2018?
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Dynamic Process of Proteins Observed in Crystalline Cages2018

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Ueno
    • 学会等名
      The 79th Okazaki Conference Synthetic, Biological, and Hybrid Molecular Engines
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Dynamic Function of Crystalline Protein Assembly2018

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Ueno
    • 学会等名
      ACSIN-14 & ICSPM26, Nanobiology
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Artificial metalloproteins constructed with protein assemblies for bioinorganic materials2018

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Ueno
    • 学会等名
      The 18th Japan-Korea Joint Symposium on Organometallic and Coordination Chemistry
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Artificial metalloproteins constructed with protein assemblies for bionano applications2018

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Ueno
    • 学会等名
      The 9th Asian Biological Inorganic Conference
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] ueno lab

    • URL

      http://www.ueno.bio.titech.ac.jp/index.html

  • [産業財産権] 融合タンパク質及びその使用2019

    • 発明者名
      上野隆史、亀山志織
    • 権利者名
      上野隆史、亀山志織
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2018-088420

URL: 

公開日: 2019-12-27  

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