• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2015 年度 実施状況報告書

In-Cell NMRによる生きた細胞への薬物輸送のリアルタイム定量解析

研究課題

研究課題/領域番号 15K05401
研究機関姫路獨協大学

研究代表者

岡村 恵美子  姫路獨協大学, 薬学部, 教授 (00160705)

研究分担者 安岐 健三  姫路獨協大学, 薬学部, 助手 (50714945)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード超精密計測 / 生物物理 / リアルタイム解析 / In-Cell NMR / 薬物輸送
研究実績の概要

1. 平成27年度は、薬物として、フッ素原子を含む抗がん剤を用いて、NMRによる生きた細胞への輸送解析を行った。ヒト白血病細胞株への輸送過程を分単位の時間分解でリアルタイム計測し、細胞への結合量、結合・解離速度、透過速度を決定した。

2. ポリペプチドの輸送解析を行うにあたり、ペプチドの特定の部位でアミノ酸が異性化すること、特定のペプチド結合が切断されること、さらに、このプロセスをNMRでリアルタイム計測可能であることを見出した。たとえば、水晶体タンパク質αAクリスタリン、αBクリスタリンの模擬ペプチドでは、ともに、アスパラギン酸のC側で選択的にペプチド結合が加水分解される。このようなペプチド結合の分解切断は、酵素によることなく自発的に起こる反応であるが、天然型のL-α-アスパラギン酸がD-β-型に異性化すると反応が起こりにくくなることを、NMRリアルタイム計測に基づく速度論的解析によって、定量的に明らかにした。クリスタリン中では、L-α-アスパラギン酸が加齢とともに徐々に異性化し、最終的に異常なD-β-型が蓄積することが見出されているが、今回の結果は、ペプチド結合の切断が抑えられることで、異常なD-β-アスパラギン酸の蓄積を促進することを示唆する点で重要な知見であると考えられる。以上の成果は、2016年2月15日発行のScientific Reports電子版に掲載された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

ポリペプチドについて、特定の部位でアミノ酸が異性化したり、ペプチド結合が切断することを見出した。そこで、その詳細について、リアルタイム計測に基づく速度論的検討を行った。そのため、当初予定していた細胞への透過過程の計測および速度論解析を進めることができなかった。

今後の研究の推進方策

1. 当初の計画通り、ペプチドの細胞への透過過程をNMRを用いてリアルタイムで計測し、速度論的検討を行う。

2. 平成27年度に「ペプチド中の特定のアミノ酸の異性化やペプチド結合の切断反応」について、NMRを用いてリアルタイムでその場計測可能であることを新たに見出した。これを活かして、自発的なアミノ酸の異性化やペプチド結合の切断反応が、細胞共存下または細胞の表面においてどのように進行するかについても、in-cell NMRによる時間分解計測を用いた解析を行う予定である。

次年度使用額が生じた理由

ポリペプチドについて、特定の部位でアミノ酸が異性化したり、ペプチド結合が切断することを見出し、その詳細について、リアルタイム計測に基づく速度論的検討を行ったため、細胞への透過過程の計測および速度論解析を予定通り進めることができなかった。

次年度使用額の使用計画

次年度以降に、(i) フッ素標識した膜透過ペプチドの合成、(ii) 2H, 13C, 15Nで同位体標識したペプチドの合成に使用する。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] D-β-aspartyl residue exhibiting uncommon high resistance to spontaneous peptide bond cleavage2016

    • 著者名/発表者名
      Kenzo Aki and Emiko Okamura
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 ページ: 21594

    • DOI

      10.1038/srep21594

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Kinetics of Membrane Binding and Mobility of Drugs by Multinuclear Dynamic NMR in Situ2016

    • 著者名/発表者名
      Emiko Okamura
    • 雑誌名

      Journal of the Society of Japanese Women Scientists

      巻: 16 ページ: 7-14

    • DOI

      http://doi.org/10.5939/sjws.16002

    • オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] アスパラギン酸異性体の異性化とペプチド鎖分解の速度論解析2016

    • 著者名/発表者名
      安岐健三, 岡村恵美子
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学 京田辺キャンパス(京都)
    • 年月日
      2016-03-24 – 2016-03-27
  • [学会発表] Mobility, location, and kinetics of membrane binding and delivery of drugs by solution-state 19F and 1H NMR2015

    • 著者名/発表者名
      Emiko Okamura
    • 学会等名
      6th Asian Conference on Colloid and Interface Science
    • 発表場所
      Arkas Sasebo, Nagasaki, Japan
    • 年月日
      2015-11-24 – 2015-11-27
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] L-α-およびD-β-アスパラギン酸含有ペプチドの分解と異性化反応の速度論:リアルタイムNMRとHPLCによる解析2015

    • 著者名/発表者名
      安岐健三, 岡村恵美子
    • 学会等名
      第8回「タンパク質の異常凝集とその防御・修復機構に関する研究会」
    • 発表場所
      京都大学原子炉実験所(大阪)
    • 年月日
      2015-11-19 – 2015-11-20
    • 招待講演
  • [学会発表] リアルタイムNMR測定によるL-α-およびD-β-アスパラギン酸異性体含有ペプチドの分解速度の解析2015

    • 著者名/発表者名
      安岐健三, 岡村恵美子
    • 学会等名
      第38回溶液化学シンポジウム
    • 発表場所
      高知市文化プラザ かるぽーと(高知)
    • 年月日
      2015-10-21 – 2015-10-23
  • [学会発表] 水晶体タンパク質模擬ペプチド中のAsp異性化に関わる側鎖の立体配座のNMR研究2015

    • 著者名/発表者名
      岡村恵美子
    • 学会等名
      第15回日本蛋白質科学会年会ワークショップ「蛋白質とアミノ酸のキラルサイエンス」
    • 発表場所
      あわぎんホール(徳島)
    • 年月日
      2015-06-24 – 2015-06-26
    • 招待講演
  • [学会発表] キネティクスに基づく細胞へのオクタアルギニンの物理的膜透過メカニズム2015

    • 著者名/発表者名
      武知(原矢)佑樹, 安岐健三, 通山由美, 原野雄一, 川上徹, 斎藤博幸, 岡村恵美子
    • 学会等名
      日本膜学会第37年会
    • 発表場所
      早稲田大学 西早稲田キャンパス(東京)
    • 年月日
      2015-05-14 – 2015-05-15
  • [備考] 姫路獨協大学薬学部 生物物理化学研究室 研究内容

    • URL

      http://www.himeji-du.ac.jp/faculty/dp_pharm/pharm/ph/

URL: 

公開日: 2017-01-06  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi