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2019 年度 実績報告書

革新的抗体設計技術の創出

研究課題

研究課題/領域番号 17K06931
研究機関静岡県立大学

研究代表者

伊藤 創平  静岡県立大学, 食品栄養環境科学研究院, 准教授 (70372836)

研究分担者 中野 祥吾  静岡県立大学, 食品栄養科学部, 助教 (80748541)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード人工抗体 / 人工酵素 / アルカリフォスファターゼ / VHH / 配列のヒト化 / コンセンサス設計 / アンサンブル機械学習 / 祖先型設計
研究実績の概要

配列解析より設計した、ラマ型人工設計VHHであるFcAb1およひFcAb2を起点に、人工設計に用いるパラメータやライブラリー配列をパレート最適化し、配列のヒト化を果たしたVHH抗体の評価を引き続き行った。共同研究において某ウィルスとの相互作用を解析したところ、弱いながらも認識能力を示した。
抗体を標識・検出する酵素の開発も平行して行った。アルカリフォスファターゼを応用利用する際に必要な、安定性、反応速度、基質認識能力、もしくは容易に失活できる等の機能を指標に、BRENDAデータベースから、設計の起点となる酵素を選抜した。Blastpによりライブラリー配列を取得後、4つライブラリーからそれぞれ人工酵素を設計し、遺伝子を合成した。合成した遺伝子をプラスミドに組み込み、異種発現による大量調整を試みたところ、2つの人工アルカリフォスファターゼが、生産性、安定性にすぐれ、活性を保持していた。生産性がよいアルカリフォスファターゼが得られたため、融合タンパウ室としての生産が今後期待できる。
令和元年度は、改良されたプログラムを用いた論文を含めると、7つの論文と2つの特許出 願、28件の学会発表、イノベーションジャパンやJST技術説明会等にといて、成果の広報活動を行った。

  • 研究成果

    (50件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 2件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (37件) (うち国際学会 7件、 招待講演 3件) 産業財産権 (3件) (うち外国 2件)

  • [雑誌論文] AirID, a novel proximity biotinylation enzyme, for analysis of protein-protein interactions2020

    • 著者名/発表者名
      Kido K, Yamanaka S, Nakano S, Motani K, Shinohara S, Nozawa A, Kosako H, Ito S, Sawasaki T
    • 雑誌名

      eLife

      巻: 9 ページ: e54983

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Elucidation of Molecular Mechanism of a Selective PPARα Modulator, Pemafibrate, through Combinational Approaches of X-ray Crystallography, Thermodynamic Analysis, and First-Principle Calculations2020

    • 著者名/発表者名
      2.Kawasaki M, Kambe A, Yamamoto Y, Arulmozhiraja S, Ito S, Nakagawa Y, Tokiwa H, Nakano S, Shimano H.
    • 雑誌名

      Int J Mol Sci.

      巻: 21 ページ: 361

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Deracemization and Stereoinversion to Aromatic D-Amino Acid Derivatives with Ancestral L-Amino Acid Oxidase2019

    • 著者名/発表者名
      Nakano S, Minamino Y, Hasebe F, Ito S
    • 雑誌名

      ACS Catalysis

      巻: 9 ページ: 10152-10158

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Following the Evolutionary Track of a Highly Specific L-Arginine Oxidase by Reconstruction and Biochemical Analysis of Ancestral and Native Enzymes2019

    • 著者名/発表者名
      Nakano S, Niwa M, Asano Y, Ito S
    • 雑誌名

      Appl. Env. Microbiol.

      巻: 85 ページ: e00459-19

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Analysis Toolkit to Visualize Interaction Energies Generated by Fragment Molecular Orbital Calculations.2019

    • 著者名/発表者名
      Tokiwa T, Nakano S, Yamamoto Y, Ishikawa T, Ito S, Sladek V, Fukuzawa K, Mochizuki Y, Tokiwa H, Misaizu H, Shigeta Y
    • 雑誌名

      J. Chem. Inf. Model

      巻: 59 ページ: 25-30

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Competitive Binding Assay with an Umbelliferone-Based Fluorescent Rexinoid for Retinoid X Receptor Ligand Screening2019

    • 著者名/発表者名
      6.Yamada S, Kawasaki M, Fujihara M, Watanabe M, Takamura Y, Takioku M, Nishioka H, Takeuchi Y, Makishima M, Motoyama T, Ito S, Tokiwa H, Nakano S, Kakuta H
    • 雑誌名

      J. Med. Chem.

      巻: 62 ページ: 8809-8818

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ual conformation of the ligand induces the partial agonistic activity of retinoid X receptor alpha2019

    • 著者名/発表者名
      Miyashita Y, Numoto N, Arulmozhiraja S, Nakano S, Matsuo N, Shimizu K, Shibahara S, Fujihara M, Kakuta H, Ito S, Ikura T, Ito N, Tokiwa H
    • 雑誌名

      FEBS Lett.

      巻: 593 ページ: 242-250

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Kinetics-Based Structural Requirements of Human Immunoglobulin G Binding Peptides.2019

    • 著者名/発表者名
      Muguruma K, Fujita K, Fukuda A, Kishimoto S, Sakamoto S, Arima R, Ito M, Kawasaki M, Nakano S, Ito S, Shimizu K, Taguchi A, Takayama K, Taniguchi A, Ito Y, Hayashi Y.
    • 雑誌名

      ACS Omega.

      巻: 4 ページ: 14390-14397

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Human TRPA1 activation by terpenes derived from the essential oil of daidai, Citrus aurantium L. var. daidai Makino.2019

    • 著者名/発表者名
      Terada Y, Yamashita R, Ihara N, Yamazaki-Ito T, Takahashi Y, Masuda H, Sakuragawa S, Ito S, Ito K, Watanabe T.
    • 雑誌名

      Biosci Biotechnol Biochem.

      巻: 83 ページ: 1721-1728

  • [雑誌論文] 高基質親和性を有するL‐アルギニン酸化酵素の分子進化解析2019

    • 著者名/発表者名
      1.中野祥吾,丹羽正純,伊藤創平,浅野泰久
    • 雑誌名

      酵素工学ニュ-ス

      巻: 82 ページ: 18-21

    • 査読あり
  • [学会発表] Enhancing the Thermostability of L‐glutamate Oxidase from Streptomyces Sp. Nt1 by Artificial Protein Design2019

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Sugimori, Takahiro Saito, Hitomi Kubota, Yuka Hayashi, Shin-ichi Sakasegawa, Shogo Nakano, Sohei Ito, Yasuhisa Asano
    • 学会等名
      ACB2019 The 14th Asian Congress on Biotechnology (Taiwan)
    • 国際学会
  • [学会発表] Enhancing the Thermostability of L‐glutamate Oxidase from Streptomyces Sp. Nt1 by Artificial Protein Design2019

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Sugimori, Takahiro Saito, Hitomi Kubota, Yuka Hayashi, Shin-ichi Sakasegawa, Shogo Nakano, Sohei Ito, Yasuhisa Asano
    • 学会等名
      15thInternational Symposium on Biocatalysis and Agricultural Biotechnology
    • 国際学会
  • [学会発表] Reconstruction of ancestral L-amino acid oxidase to broaden substrate selectivity.2019

    • 著者名/発表者名
      Shogo Nakano
    • 学会等名
      Enzyme Engineering XXV, Whistler, Canada
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Molecular origin of dual functionalities of fluorescent RXR agonists, CU-6PMN, which would be key element for high-throughput screening system of RXR ligands based on fluorescence intensity assay2019

    • 著者名/発表者名
      Mayu Kawasaki, Shogo Nakano, Tomoharu Motoyama, Shoya Yamada, Masaki Watanabe, Michiko Fujihara, Hiroaki Tokiwa, Hiroki Kakuta, Sohei Ito
    • 学会等名
      ACS National Meeting 2019, (San Diego)
    • 国際学会
  • [学会発表] Elucidation of product release mechanism of associated with structural changes in L-threonine dehydrogenase2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoharu Motoyama, Shogo Nakano, Yuta Yamamoto, Hiroaki Tokiwa, Yasuhisa Asano, Sohei Ito
    • 学会等名
      ACS National Meeting 2019, (San Diego)
    • 国際学会
  • [学会発表] AirID: a novel proximity biotinylation enzyme for analysis of protein_protein interaction2019

    • 著者名/発表者名
      Kohki Kido, Shogo Nakano, Sohei Ito, Hidetaka Kosako, Tatsuya Sawasaki
    • 学会等名
      2019 ASCB/EMBO Meeting (Washington, DC)
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of catechins on activation of JAK/STAT signaling pathway by staphylococcal enterotoxin A2019

    • 著者名/発表者名
      Yuko Shimamura, Ami Kurokawa, Mio Utsumi, Sohei Ito, Toshiyuki Kan, Shuichi Masuda
    • 学会等名
      The 9th International Conference on Polyphenols and Health
    • 国際学会
  • [学会発表] 演繹的学習と帰納的学習の融合:第四次革新的データマイニング法による蛋白質の人工設計2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤創平,中野祥吾
    • 学会等名
      第71回日本生物工学会大会 シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] In silicoでタンパク質を創る2019

    • 著者名/発表者名
      中野祥吾
    • 学会等名
      細胞を創る研究会12.0
    • 招待講演
  • [学会発表] 大豆の青臭さ成分の感知に関わるヒト嗅覚受容体の探索2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤茅乃、土屋さくら、小塚康平、中野祥吾、伊藤創平、寺田祐子、伊藤圭祐
    • 学会等名
      日本食品科学工学会中部支部大会
  • [学会発表] 完全コンセンサス設計法と祖先型設計法を用いた好冷性アルカリフォスファターゼの高機能化2019

    • 著者名/発表者名
      三村 健太、中野 祥吾、伊藤 創平
    • 学会等名
      食品栄養科学部サイエンスネットワーク 第2回シンポジウム
  • [学会発表] ブドウ球菌毒素によるSTAT転写因子活性化に対するカテキンの制御メカニズムの解析2019

    • 著者名/発表者名
      野秋理奈, 黒川亜美,島村裕子,伊藤創平,菅 敏幸,増田修一
    • 学会等名
      第13回日本ポリフェノール学会・第16回日本カテキン学会合同学術集会
  • [学会発表] アミノ酸配列・DNA配列解析プログラムの開発と、蛋白質の高機能化2019

    • 著者名/発表者名
      小塚康平,中野祥吾,伊藤創平
    • 学会等名
      食品栄養科学部サイエンスネットワーク 第2回シンポジウム
  • [学会発表] 人工設計L-アミノ酸酸化酵素(ArtLAAO)によるD-アミノ酸の動的光学分割2019

    • 著者名/発表者名
      烏田裕香,南野優季,中野祥吾,伊藤創平
    • 学会等名
      食品栄養科学部サイエンスネットワーク 第2回シンポジウム
  • [学会発表] レチノイドX受容体リガンドの効率的探索に利用し得る新規化合物CU-6PMNの分子機序解明2019

    • 著者名/発表者名
      神戸彬光,川崎真由,中野祥吾,本山智晴,山田翔也,渡邉将貴,藤原美智子,常盤広明,加来田博貴,伊藤創平
    • 学会等名
      食品栄養科学部サイエンスネットワーク 第2回シンポジウム
  • [学会発表] 新規近接依存性ビオチン標識酵素AirIDの開発とAGIAiDへの応用2019

    • 著者名/発表者名
      城戸康希,塩屋亮平,中野祥吾,伊藤創平,小迫英尊,澤崎達也
    • 学会等名
      第14回 無細胞生命科学研究会
  • [学会発表] 祖先型酵素復元と酵素生化学解析に基づく高基質特異性L-アルギニン酸化酵素の分子進化の推定2019

    • 著者名/発表者名
      丹羽正純,中野祥吾,浅野泰久,伊藤創平
    • 学会等名
      第82回酵素工学研究会
  • [学会発表] 第四次革新的データマイニング法による蛋白質の人工設計,~難生産性 L-アミノ酸酸化酵素の改良と,D-アミノ酸動的光学分割法への展開~2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤創平,南野優季,中野祥吾
    • 学会等名
      第8回食品薬学シンポジウム
  • [学会発表] レチノイド X 受容体リガンドの効率的探索に利用し得る新規化合物,CU-6PMN の分子機序解明2019

    • 著者名/発表者名
      川崎真由,中野祥吾,本山智晴,山田翔也,渡邊将貴,藤原美智子,常盤広明,加来田博貴,伊藤創平
    • 学会等名
      第8回食品薬学シンポジウム
  • [学会発表] ブドウ球菌エンテロトキシンAによるJAK/STATシグナル伝達経路の活性化に対するカテキンの抑制効果2019

    • 著者名/発表者名
      野秋理奈,黒川亜美,島村裕子,伊藤創平,管敏幸,増田修一
    • 学会等名
      第8回食品薬学シンポジウム
  • [学会発表] 生産性を劇的に向上させる蛋白質人工設計 ~難生産性L-アミノ酸酸化酵素の改良とD-アミノ酸動的光学分割法への展開~2019

    • 著者名/発表者名
      南野優季,中野祥吾,伊藤創平
    • 学会等名
      第71回日本生物工学会大会
  • [学会発表] 離散的モチーフ様配列による酵素のインシリコ機能的分類法の開発と検証2019

    • 著者名/発表者名
      平松希望,本山智晴,中野祥吾,伊藤創平
    • 学会等名
      第71回日本生物工学会大会
  • [学会発表] 好熱好酸性アーキア Sulfolobus tokodaii 由来糖エピメラーゼ ST2245 の反応機構2019

    • 著者名/発表者名
      小野真由子,中野祥吾,河原林 裕,伊藤創平
    • 学会等名
      第71回日本生物工学会大
  • [学会発表] 網羅的ペプチドアレイを用いた食物アレルゲン結合性モノクローナル抗体の精密エピトープ解析2019

    • 著者名/発表者名
      今中陽,久保田麻友香,橋本美保,加藤重城,本山智晴,中野祥吾,伊藤創平,寺田祐子,伊藤圭祐
    • 学会等名
      第66回日本食品科学工学会大会
  • [学会発表] L-アミノ酸を起点とするピラジン合成酵素群の発見とその解析2019

    • 著者名/発表者名
      本山智晴,中野祥吾,山本雄大,常盤 広,浅野泰久,伊藤創平
    • 学会等名
      第71回日本生物工学会大会)
  • [学会発表] レチノイドX受容体ホモ二量体選択的アンタゴニストCBTF-EEの創出2019

    • 著者名/発表者名
      渡邉将貴,中山真理子,瀧奥真歩,山田翔也,高村祐太,藤原美智子,槙島 誠,川_真由,本山智晴,伊藤創平,中野祥吾,加来田博貴
    • 学会等名
      日本ビタミン学会 第71回大会
  • [学会発表] SEAによるJAK/STAT系活性化機構およびカテキン類によるその抑制メカニズムの解析2019

    • 著者名/発表者名
      黒川亜美,島村裕子,伊藤創平,菅 敏幸,大橋典男,増田修一
    • 学会等名
      日本農芸化学会大会
  • [学会発表] バイオ研究者が考えたHI・AI融合型人工タンパク質設計技術2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤創平,中野祥吾
    • 学会等名
      日本農芸化学会大会
  • [学会発表] 機械学習に基づく新規配列データマイニング法の開発と高機能化人工酵素配列設計への応用2019

    • 著者名/発表者名
      中野祥吾,本山智晴,宮下由里奈,石塚由紀,松尾直也,常盤広明,篠田 優,浅野泰久,伊藤創平
    • 学会等名
      日本農芸化学会大会
  • [学会発表] 人工抗体設計技術の構築~細胞質内で発現する人工VHH~2019

    • 著者名/発表者名
      三村健太,中野祥吾,宮下由里奈,鈴木智英子,常盤広明,伊藤創平
    • 学会等名
      日本農芸化学会大会
  • [学会発表] 人工タンパク質設計によるStreptomyces sp. NT1株由来L-グルタミン酸オキシダーゼの耐熱化2019

    • 著者名/発表者名
      杉森大助,林 優花,齋藤貴広,久保田瞳,酒瀬川信一,中野祥吾,伊藤創平,浅野泰久
    • 学会等名
      日本農芸化学会大会
  • [学会発表] 配列解析による新規 in silico スクリーニング法の開発と検証2019

    • 著者名/発表者名
      平松希望,本山智晴,中野祥吾,伊藤創平
    • 学会等名
      第20回ライフサイエンスシンポジウム
  • [学会発表] ご先祖様から見たら皆親戚? 祖先型配列から発見した新規アミン酸化酵素ファミリーAと,人工設計アミン酸化酵素Aによるラセミ体化合物の動的光学分割2019

    • 著者名/発表者名
      南野優季,中野祥吾,伊藤創平
    • 学会等名
      第20回ライフサイエンスシンポジウム
  • [学会発表] 新規糖エピメラーゼの X 線結晶構造解析2019

    • 著者名/発表者名
      小野真由子,中野祥吾,河原林裕,伊藤創平
    • 学会等名
      第20回ライフサイエンスシンポジウム
  • [学会発表] 効率的なリード化合物探索を指向した蛍光性レチノイド X(RXR)アゴニスト,CU- 6PMNの分子機序解明2019

    • 著者名/発表者名
      川崎真由,中野祥吾,本山智晴,山田翔也,渡邉将貴,藤原美智子,常盤広明,加来田博貴,伊藤創平
    • 学会等名
      第20回ライフサイエンスシンポジウム
  • [学会発表] ブドウ球菌毒素によるJAK/STAT活性化機構およびカテキン類によるその抑制メカニズムの解析2019

    • 著者名/発表者名
      黒川亜美,島村裕子,伊藤創平,菅 敏幸,増田修一
    • 学会等名
      第34回茶学術研究会講演会
  • [学会発表] 第四次革新的手法に基づくインフルエンザHAの変異予測からユニバーサルワクチン開発は可能となるか?2019

    • 著者名/発表者名
      山本雄大,Arulmozhiraja SUNDARAM,畑田 崚,中野祥吾,伊藤創平,竹田 誠,常盤広明
    • 学会等名
      日本薬学会第139年会
  • [産業財産権] 新規なL-アミノ酸オキシダーゼ及びD-アミノ酸又はその誘導体の製造方法2019

    • 発明者名
      南野優季、中野祥吾、伊藤創平
    • 権利者名
      南野優季、中野祥吾、伊藤創平
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      PCT/JP2020/13326、特願2019-062177
    • 外国
  • [産業財産権] 鎖結合性一本鎖抗体およびその作製方法2019

    • 発明者名
      隅田泰生・常盤広明・伊藤創平・中野祥吾・新地浩之
    • 権利者名
      隅田泰生・常盤広明・伊藤創平・中野祥吾・新地浩之
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2019-091686
  • [産業財産権] -O-SULFATION ENZYME MUTANT AND 3-O-SULFATION ENZYME MUTANT, AND METHOD FOR USING SAME2018

    • 発明者名
      MIHARA, Y、NAKANO, S、ITO S. et al
    • 権利者名
      MIHARA, Y、NAKANO, S、ITO S. et al
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      WO/2019/050051
    • 外国

URL: 

公開日: 2021-01-27  

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