• 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

2017 年度 実施状況報告書

蛋白質間相互作用検出系FlimPIAの高感度多色細胞内検出系への発展

研究課題

研究課題/領域番号 17K06920
研究機関東京工業大学

研究代表者

大室 有紀 (松山有紀)  東京工業大学, 科学技術創成研究院化学生命科学研究所, 助教 (30571088)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード数理モデル / フォールディング / 立体障害 / 明るさ / 安定性
研究実績の概要

1. ルイジアナ州立大学との共同研究により、FlimPIAの数理モデルを作製しつつある。現時点の結果、アクセプタの酸化的発光反応の向上、あるいはドナーのアデニル化反応の抑制が細胞内検出に必要なことが解明されつつある。今後は、数理モデル完成後、アクセプタ・ドナーの性能の最適下を試みる。
2. FlimPIAに匹敵する性能を持つ蛋白質間相互作用検出系である3-split Nanoluc PCA (Protein-fragment Supplementation Assay)を構築した(Ohmuro-Matsuyama and Ueda, Analitycal Chemistry, 90, 3001-3004, 2018)。PCAでは、通常、酵素を2つに分断して使用するが、本系では、2つのペプチド(LcBiT, SmBiT)と残り部分(LnBiT)の3つに分断した。融合させる酵素由来の部分がペプチドサイズであることから、相互作用タンパク質の発現時におけるフォールディングの問題・立体障害の問題が解消される点が、本法の大きな長所である。相互作用タンパク質に各々LcBiT・SmBiTを融合させ、LnBiTと基質を添加すると、相互作用時に発光値が50倍以上上昇した。さらにSmBiTのアミノ酸配列を最適化することにより、肉眼で観察可能な程、シグナルが明るくなり、その発光値が1時間以上継続した。本法は、非常に注目され、Analytical Chemistryに掲載された他、2017年度日本生物工学会大会トピックスに選出され、3月13日に日経産業新聞に掲載され、2018年度蛋白質科学会にて招待講演を行う。今後、本系を細胞内検出に応用する。

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

FlimPIAについては、数理モデルからドナー・アクセプタの改良の必要性が指摘されつつある。そのため、すぐに細胞内検出の構築は難しい。
しかし、大きな進捗として、3-split NanoLuc PCAの構築に成功したことが挙げられる。本系は、相互作用タンパク質について、発現時のフォールディングの問題や立体障害が解消される。さらにシグナル/バックグランド比が高く、また高いシグナルが長く持続する。これらの長所は、細胞内検出に適する。

今後の研究の推進方策

1. FlimPIAの数理モデルを完成させ、細胞な検出のために、アクセプタ・ドナーの性能の向上について、検討を行う。
2. 3-split NanoLuc PCAを用いて、細胞内検出を行う。
3. 1が難しい場合、2とBRETを組み合わせ、多色検出を行う。

次年度使用額が生じた理由

2017年度は、キャンペーン品等の利用により、消耗品の節約ができた。その分、2017年度に良い成果が出たので、2018年度にその成果発表をする費用としたい。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (4件)

  • [国際共同研究] ルイジアナ州立大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      ルイジアナ州立大学
  • [雑誌論文] Homogeneous Noncompetitive Luminescent Immunodetection of Small Molecules by Ternary Protein Fragment Complementation2018

    • 著者名/発表者名
      大室有紀・上田宏
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 90 ページ: 3001-3004

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.7b05140

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improved sensitivity of firefly luminescent intermediate-based protein interaction assay using Ser 440 mutant with lower adenylation activity.2017

    • 著者名/発表者名
      大室有紀・山下貴宏・LIn Huan・山地秀樹・上田宏
    • 雑誌名

      Luminescence

      巻: 33 ページ: 125-130

    • DOI

      10.1002/bio.3381.

    • 査読あり
  • [学会発表] Development of ternary protein-protein interaction assay using peptide tags made from NanoLuc.2018

    • 著者名/発表者名
      大室 有紀
    • 学会等名
      第18回日本蛋白質科学会年会
    • 招待講演
  • [学会発表] Mutant firefly luciferase with enhanced oxidative luminescent activity improved the response of protein-protein interaction assay FlimPIA2018

    • 著者名/発表者名
      大室 有紀・上田 宏
    • 学会等名
      ISBC2018
    • 国際学会
  • [学会発表] DEVELOPMENT OF RAPID IMMUNOASSSAY USING NANOLUC-DERIVED PEPTIDE TAGS2017

    • 著者名/発表者名
      大室 有紀・上田 宏
    • 学会等名
      生物発光化学発光研究会第33回学術講演会
  • [学会発表] NanoLuc由来ペプチドタグを用いた簡便迅速な免疫測定法の開発2017

    • 著者名/発表者名
      大室有紀・蘇九龍・高橋里帆・上田宏
    • 学会等名
      第69回日本生物工学会大会
  • [学会発表] 蛋白質間相互作用検出系FlimPIAにおける発光値の向上2017

    • 著者名/発表者名
      大室有紀・上田宏
    • 学会等名
      酵素工学研究会第78回講演会
  • [学会発表] DEVELOPMENT OF RAPID IMMUNOASSSAY USING NANOLUC-DERIVED PEPTIDE TAGS2017

    • 著者名/発表者名
      大室有紀・上田宏
    • 学会等名
      Enzyme Engineering XXIV
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of rapid bioluminescent immunoassay using Nanoluc-derived peptide tags2017

    • 著者名/発表者名
      大室有紀・蘇九龍・上田宏
    • 学会等名
      生物発光化学発光研究会第33回学術講演会
  • [図書] Method in Molecular Biology2017

    • 著者名/発表者名
      大室有紀・上田宏
    • 総ページ数
      12
    • 出版者
      SpringerLink
    • ISBN
      978-1-4939-6938-8
  • [備考] 3タンパク質断片相補による均相系での低分子の非競合発光免疫測定系の構築

    • URL

      http://five-star.tagen.tohoku.ac.jp/results/distinguished_achievements.html

  • [備考] FlimPIAについての新聞掲載

    • URL

      http://www.res.titech.ac.jp/news/award_release/release/20180313uk.html

  • [備考] FlimPIAについての新聞掲載

    • URL

      http://www.res.titech.ac.jp/english/news/award_release/release/20180313uk.html

  • [備考] FlimPIAの紹介

    • URL

      https://atlasofscience.org/assaying-protein-protein-interaction-by-the-complementation-of-firefly-luciferase-catalytic-steps/

URL: 

公開日: 2018-12-17   更新日: 2022-02-21  

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