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2008 年度 実績報告書

セラミックスナノアセンブリ構造体の創生を指向したペプチド・蛋白質の工学的機能拡張

研究課題

研究課題/領域番号 18686065
研究機関東北大学

研究代表者

梅津 光央  東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (70333846)

キーワードペプチド / 抗体 / セラミックス / ナノアセンブリ / 分子認識
研究概要

これまで取得・作製に成功している酸化亜鉛・酸化アルミナ・酸化コバルト・金・生分解性プラスチックPHBを用いて、異種材料間の接合アセンブリを行った。
金表面特異的抗体断片は強く金表面に結合するために、溶液のイオン強度変化で凝集しやすい金ナノ粒子は金結合性抗体の表面吸着により高塩濃度でも安定に分散した。一方、金結合性抗体と酸化亜鉛結合性抗体と遺伝子工学的に融合した二重特異性抗体を用いると、金ナノ粒子は酸化亜鉛ナノ粒子間を架橋し、ナノ粒子を自発的に凝集させた。また、生分解性プラスチック結合性抗体断片を表面に提示したカドニウムセレン半導体量子ドットを金基板上のPHB膜へ展開したところ、多価効果により、量子ドットはPHB膜に強固に吸着した。そして、その上に、酸化亜鉛結合性ペプチドを介して、量子ドットの上層へ蛍光性酸化亜鉛微粒子を積層化させることにも成功した。
さらに我々は、無機材料と蛋白質間の簡便な接合と積層化にも成功した。酸化亜鉛結合性抗体に緑色蛍光蛋白質(GFP)結合性抗体を遺伝子工学的に融合した二重特異性抗体を作製し、酸化亜鉛基板上へ、二重特異性抗体とGFPを逐次的に展開した。その展開を、リフレクトメトリーで追跡観測してみたところ、二重特異性抗体が酸化亜鉛表面へ吸着し、その後GFPが高効率で酸化亜鉛基板上へ固定化される状況が観測された。二重特異性抗体を使用しない場合、GFPは酸化亜鉛基板に吸着しなかったことから、材料結合性抗体は、無機材料と蛋白質間の選択的接合ユニットとして使用可能であることがわかった。

  • 研究成果

    (40件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (28件) 図書 (1件) 産業財産権 (3件)

  • [雑誌論文] Human anti-gold antibodies : Biofunctionalization of gold nanoparticles and surfaces with anti-gold antibodies2008

    • 著者名/発表者名
      Hideki Watanabe
    • 雑誌名

      The Journal of Biological Chemistry 283

      ページ: 36031-36038

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nanoparticles with affinity for biopolymer -Rioassisted room-temperature selective multistacking of inorganic particles on biopolymer film-2008

    • 著者名/発表者名
      Mitsuo Umetsu
    • 雑誌名

      Journal of Materials Research 23

      ページ: 3241-3246

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diabody-based recombinant formats of humanized IgG-like bispecific antibody with effective retargeting of lymphocytes to tumor cells2008

    • 著者名/発表者名
      Ryutaro Asano
    • 雑誌名

      Journal of Immunotherapy 31

      ページ: 752-761

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preferential heterodimerization of a bispecific diabody based on a humanized anti-EGFR antibody 5282008

    • 著者名/発表者名
      Ryutaro Asano
    • 雑誌名

      Protein Engineering Design & Selection 10

      ページ: 597-603

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Homogenous, Spherical Mosslike Assembly of Pd Nanopartciles by using DNA Compaction -Application of Pd-DNA Hybrid Materials to Volume-Expansion Hydrogen Switches-2008

    • 著者名/発表者名
      Yoshiharu Hatakeyama
    • 雑誌名

      Advanced Materials 20

      ページ: 1122-1128

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Temperature control for the expansion of artificial DNA motif2008

    • 著者名/発表者名
      Yoshiharu Hatakeyama
    • 雑誌名

      Journal of Materials Science 43

      ページ: 2426-2430

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Continuous Production of Fine Zinc Oxide Nanorods by Hydrothermal Synthesis in Supercritical Water2008

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Ohara
    • 雑誌名

      Journal of Materials Research 43

      ページ: 2393-2396

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis, characterization and organic modification of copper manganese oxide nanocrvstals under supercritical water2008

    • 著者名/発表者名
      Dinesh Rangappa
    • 雑誌名

      The Journal of Supercritical Fluids 44

      ページ: 441-445

    • 査読あり
  • [学会発表] モジュール集積化による酵素セルラーゼの高機能化研究2009

    • 著者名/発表者名
      梅津光央
    • 学会等名
      化学工学会第74年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2009-03-18
  • [学会発表] HOW ANTIBODY RECOGNIZES SURFACE OF INORGANIC MATERIALS2009

    • 著者名/発表者名
      Takamitsu Hattori
    • 学会等名
      6th Asian Biophysics Association Symposium 27th Hong Kong Society of Neurosciences Annual Meeting
    • 発表場所
      Hong Kong, China
    • 年月日
      2009-01-13
  • [学会発表] HOMOGENOUS SPHERICAL MOSS-LIKE ASSEMBLY OF PD NANOCLIJSTER BY DNA COMPACTION2009

    • 著者名/発表者名
      Mitsuo Umetsu
    • 学会等名
      6th Asian Biophysics Association Symposium 27th Hong Kong Society of Neurosciences Annual Meeting
    • 発表場所
      Hong Kong, China
    • 年月日
      2009-01-13
  • [学会発表] コイルドコイルを用いたin vitroタンパク質間接合による機能性抗体の作製2008

    • 著者名/発表者名
      小池博之
    • 学会等名
      第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2008-12-12
  • [学会発表] ナノ粒子へのクラスター化によるセルラーゼの高機能化2008

    • 著者名/発表者名
      高井興
    • 学会等名
      第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2008-12-12
  • [学会発表] Peptide and Antibody Engineering as Bio-Interface Molecules for Hybrid Organic-Inorganic-Miomolecules Materials2008

    • 著者名/発表者名
      Mitsuo Umetsu
    • 学会等名
      The IUMRS International Conference in Asia 2008
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2008-12-09
  • [学会発表] 低分子抗体の多価化設計と物理化学的相互作用解析2008

    • 著者名/発表者名
      階上健太郎
    • 学会等名
      第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2008-12-09
  • [学会発表] 低分子抗体巻き戻しプロセスへのPEG修飾操作の導入:効率的巻き戻し・タンパク質安定化・体内動態向上を目指して2008

    • 著者名/発表者名
      熊谷泉
    • 学会等名
      第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2008-12-09
  • [学会発表] 材料表面特異的抗体の界面結合挙動に関する物理化学的解析2008

    • 著者名/発表者名
      服部峰充
    • 学会等名
      第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2008-12-09
  • [学会発表] コイルドコイルを用いた多重特異性・高多価化抗体の・ビルドアップデザイン2008

    • 著者名/発表者名
      梅津光央
    • 学会等名
      第46回生物物理学会年会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2008-12-05
  • [学会発表] 会合機能ペプチドデザインによる多機能抗体デザイン2008

    • 著者名/発表者名
      梅津光央
    • 学会等名
      2008高分子学会東北支部研究発表会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2008-11-13
  • [学会発表] 多元イメージングが可能な超臨界ハイブリナノ粒子の利用展望2008

    • 著者名/発表者名
      梅津光央
    • 学会等名
      第17回日本バイオイメージング学会学術集会
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      2008-11-01
  • [学会発表] ナノ材料を抗原とする抗体 : 発見・創製・ナノバイオ展開2008

    • 著者名/発表者名
      梅津光央
    • 学会等名
      大阪大学接合科学研究所全国共同利用発表会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2008-10-30
  • [学会発表] バイオテクノロジー視点からのナノテク展開:異種材料間接合分子としてのペプチド・抗体工学2008

    • 著者名/発表者名
      梅津光央
    • 学会等名
      第25回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • 発表場所
      沖縄
    • 年月日
      2008-10-23
  • [学会発表] コイルドコイルペプチドを用いた多機能抗体デザイン2008

    • 著者名/発表者名
      梅津光央
    • 学会等名
      第40回化学工学会秋季大会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2008-09-25
  • [学会発表] 会合機能ペプチドデザインによるビルドアップ抗体アセンブリ2008

    • 著者名/発表者名
      梅津光央
    • 学会等名
      第3回バイオ関連化学合同シンポジウム
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2008-09-20
  • [学会発表] ビルドアップ抗体進化法により取得した抗酸化亜鉛抗体の材料表面認識機構解析2008

    • 著者名/発表者名
      服部峰充
    • 学会等名
      第3回バイオ関連化学合同シンポジウム
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2008-09-20
  • [学会発表] Bio-assisted conformation control of inorganic materials by Peptide Engineering2008

    • 著者名/発表者名
      Mitsuo Umetsu
    • 学会等名
      European Peptide Symposium
    • 発表場所
      Helsinki, Finland
    • 年月日
      2008-09-04
  • [学会発表] 無機材料結合性抗体の汎用的取得方法の開発2008

    • 著者名/発表者名
      服部峰充
    • 学会等名
      第20回生体機能関連化学若手の会サマースクール
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2008-08-06
  • [学会発表] 会合機能ペプチドデザインによるビルドアップ抗体アセンブリ2008

    • 著者名/発表者名
      梅津光央
    • 学会等名
      第20回生体機能関連化学若手の会サマースクール
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2008-08-06
  • [学会発表] INNOVATION OF ANTIBODIES WITH HIGH AFFINITY FOR INORGANIC MATERIALS FOR BIO-INTERFACE APPLICATION2008

    • 著者名/発表者名
      Takamitsu Hattori
    • 学会等名
      33rd FEBS Congress & 11th IUBMB Conference
    • 発表場所
      Athens, Greece
    • 年月日
      2008-07-03
  • [学会発表] Peptide Engineering for Crystal Growth Control of Inorganic Materials2008

    • 著者名/発表者名
      Mitsuo Umetsu
    • 学会等名
      33rd FEBS Congress & 11th IUBMB Conference
    • 発表場所
      Athens, Greece
    • 年月日
      2008-07-03
  • [学会発表] 異種材料間接合分子としてのペプチド・抗体工学2008

    • 著者名/発表者名
      梅津光央
    • 学会等名
      第6回ライフサーベイヤシンポジウム
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2008-06-26
  • [学会発表] Bio-assisted conformation control of inorganic materials by Peptide Engineering2008

    • 著者名/発表者名
      Mitsuo Umetsu
    • 学会等名
      2nd WORKSHOP ON ANISOTROPIC SCIENCE AND TECHNOLOGY OF MATERIALS AND DEVICES
    • 発表場所
      Gebze, Turkey
    • 年月日
      2008-06-23
  • [学会発表] 材料界面インターフェースバイオ分子を用いた蛋白質固定の速度論的・熱力学的解析2008

    • 著者名/発表者名
      梅津光央
    • 学会等名
      第8回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-06-12
  • [学会発表] 低分子抗体の巻き戻し中間体におけるPEG修飾2008

    • 著者名/発表者名
      熊谷泉
    • 学会等名
      第8回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-06-12
  • [学会発表] ナノ材料界面結合性抗体の進化工学的設計2008

    • 著者名/発表者名
      服部隆充
    • 学会等名
      第8回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-06-11
  • [学会発表] ヒト由来自己組織化ペプチドを利用した分子会合制御による低分子抗体の高機能化2008

    • 著者名/発表者名
      中西猛
    • 学会等名
      第8回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-06-11
  • [図書] ナノバイオプロセス(セラミックス結合・合成ペプチド)2008

    • 著者名/発表者名
      梅津光央
    • 総ページ数
      104-111
    • 出版者
      シーエムシー出版
  • [産業財産権] 多量体化低分子抗体2008

    • 発明者名
      熊谷泉, 浅野竜太郎, 梅津光央
    • 権利者名
      国立大学法人東北大学
    • 産業財産権番号
      特許、特願2008-292894号
    • 出願年月日
      2008-11-17
  • [産業財産権] T細胞受容体を模倣する抗体断片及びその製造方法2008

    • 発明者名
      熊谷泉, 梅津光央, 渡邊秀樹, 上野貴将, 本園千尋
    • 権利者名
      国立大学法人東北大学, 国立大学法人熊本大学
    • 産業財産権番号
      特許、特願2008-135007号
    • 出願年月日
      2008-05-24
  • [産業財産権] 組換え型ポリペプチドの製造方法2008

    • 発明者名
      熊谷泉, 浅野竜太郎, 中西猛, 梅津光央
    • 権利者名
      国立大学法人東北大学
    • 産業財産権番号
      特許、特願2008-126612号
    • 出願年月日
      2008-05-14

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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