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2018 年度 実績報告書

膜タンパク質を標的とした高親和性人工ペプチドリガンドスクリーニングシステムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K19471
研究機関埼玉大学

研究代表者

根本 直人  埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (60509727)

研究分担者 戸澤 譲  埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (90363267)
研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2019-03-31
キーワード抗体医薬 / in vitro selectioin / 膜タンパク質 / GPCR / cDNAディスプレイ / ナノディスク / ペプチドアプタマー / 環状ペプチド
研究実績の概要

既存の医薬品の薬剤標的の50%程度を占めるGタンパク質共役受容体(GPCR)を代表とする膜タンパク質に関しては、活性の高い抗体そのものが作製できないことから抗体医薬ができないことが問題となっている。本研究は従来の抗体のように動物に免疫することなく、試験管内で抗体に代わる高親和性のペプチドアプタマーを取得することを目的とした。研究分担者の戸田らは前年度の研究で標的タンパク質である膜タンパク質を当初考えていたリポソームではなくナノディスクに埋め込むことにより、膜タンパク質を機能的に保持できることを実証した。また、ナノディスクに埋め込んだ膜タンパク質は機能解析が容易であることも判明した。そのため、今年度は研究代表者がこのナノディスクに埋め込まれた膜タンパク質に対して試験管内淘汰をcDNAディスプレイ法という進化工学的に手法により効率的に行うシステムの開発を行った。具体的には、β2アドレナリンレセプターというGPCRをナノディスクに小麦胚芽無細胞翻訳系を用いて組み込み、リガンドに対して結合することを確認した。これをHis-tagを用いて磁性体ビーズに固定化した。また、9残基から13残基のランダムな配列をもつ環状ペプチドをcDNAディスプレイライブラリとして作製した。すでに調整したβ2アドレナリンレセプターを埋め込んだナノディスクに対してcDNAディスプレイによる試験管内淘汰を行った結果、数100~10 nM程度の解離定数をもつ環状ペプチドを複数取得することに成功した。cDNAディスプレイ法は現在注目されている低分子化抗体(ナノボディ)も取得できることから、この方法により動物免疫をせずにGPCRに対する低分子化抗体を効率よくスクリーニングすることも可能となる。本研究により抗体による疾病領域を従来の30から100種類以上に各段に拡げ、人々の健康に大きく貢献することが可能となる。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Selection of Peptides that Associate with Dye-Conjugated Solid Surfaces in a pH-Dependent Manner Using cDNA Display2019

    • 著者名/発表者名
      Terai Takuya、Anzai Hiroki、Nemoto Naoto
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 4 ページ: 7378~7384

    • DOI

      DOI: 10.1021/acsomega.9b00631

  • [雑誌論文] Anti-survivin single-domain antibodies derived from an artificial library including three synthetic random regions by in?vitro selection using cDNA display2018

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Takeru、Mochizuki Yuki、Kimura Shinnosuke、Akazawa-Ogawa Yoko、Hagihara Yoshihisa、Nemoto Naoto
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 503 ページ: 2054~2060

    • DOI

      DOI:10.1016/j.bbrc.2018.07.158

    • 査読あり
  • [雑誌論文] In Vitro Selection of Single-Domain Antibody (VHH) Using cDNA Display2018

    • 著者名/発表者名
      Nemoto Naoto、Kumachi Shigefumi、Arai Hidenao
    • 雑誌名

      Methods Mol Biol

      巻: 1827 ページ: 269~285

    • DOI

      DOI:10.1007/978-1-4939-8648-4_14

    • 査読あり
  • [学会発表] In vitro selection of anti-gliadin single-domain antibodies from an alpaca-derived VHH library with cDNA display2018

    • 著者名/発表者名
      Chathuni Jayathlake, Shigefumi Kumachi, Maiko Motohashi, Akikazu Murakami, Naoto Nemoto
    • 学会等名
      10th International Peptide Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] Evolution of high-affinity anti-gliadin antibodies from alpaca-derived VHH library with cDNA display method2018

    • 著者名/発表者名
      Chathuni Jayathlake, Shigefumi Kumachi, Hidenao Arai, Maiko Motohashi, Akikazu Murakami, Naoto Nemoto
    • 学会等名
      1st G'L'owing Polymer Symposium in KANTO 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Phenolphtalein binding peptide aptamers by in vitro selection using complementary DNA display2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Anzai, Takuya Terai, Naoto Nemoto
    • 学会等名
      10th International Peptide Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] フローサイトメトリーを利用したポア形成ペプチドの進化分子工学2018

    • 著者名/発表者名
      吉延武留、宮嶋俊樹、關谷悠介、川野竜司、根本直人
    • 学会等名
      細胞を創る研究会11.0
  • [図書] 分子ロボティクス概論2019

    • 著者名/発表者名
      村田智
    • 総ページ数
      302
    • 出版者
      情報計算化学生物学会(CBI学会)出版
    • ISBN
      978-4-9909076-4-8

URL: 

公開日: 2019-12-27  

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