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2012 年度 実施状況報告書

液―液界面を識別するペプチド分子から発想する抗体ナノ操作

研究課題

研究課題/領域番号 24656496
研究機関東北大学

研究代表者

梅津 光央  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70333846)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
キーワードナノバイオ / 分子認識 / 蛋白質
研究概要

(1) 自在な価数を設計できる多価抗体クラスター化技術
まず、水相がリッチな水―イオン液体不均一溶液をエマルジョン化し、疎水性イオン液体親和性ペプチド融合抗体分子をクラスター化させるため、抗EGFR特異的ラクダ抗体の抗原認識断片であるVHH断片のC末端にリンカーを介してイオン液体親和性ペプチドを融合させて、大腸菌で発現を行った。その結果、不溶性画分として発現したので、グアニジン塩酸塩などで可溶化した後、段階透析法を用いて巻き戻した結果、多量体として調製された。しかし、CDスペクトルで二次構造を評価したところ、免疫グロブリン構造を形成しており、さらにフローサイトメトリーで結合活性評価を行ったところ、結合機能を有していた。このことから、イオン液体親和性ペプチドをラクダ抗体のC末端に融合し、巻き戻し操作をすることによって、多価抗体クラスターを調製することに成功した。
(2) 無機ナノ粒子を内包した超多価抗体クラスターの作製
(1)で行った抗体分子のクラスター化手法の際に、疎水性イオン液体に可溶な疎水性の表面を持つセラミックスナノ粒子を疎水性イオン液体に加えて、(1)で行った巻き戻し操作を行った。その結果、抗体クラスター内にナノ粒子が導入されることが分かった。さらにこのナノ粒子内包抗体クラスターは、水と疎水性イオン液体の二相溶液に加えると界面付近でクラスター体が解離し、抗体が界面に単層膜を作製することが分かった。

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

研究計画通りに、本年度において、抗体のクラスター化に成功し、さらにナノ粒子を内包することに成功したため。

今後の研究の推進方策

予定よりも障害無く目的抗体クラスターを作製することに成功したため、次年度使用研究費が発生した。次年度は、開発した抗体クラスターをがん治療に応用すべく、がん細胞に対する細胞特異性と細胞傷害性の評価を推進する。そのために、まず、疎水性イオン液体に溶解する蛍光分子, 抗がん薬剤, がん殺傷ナノ粒子をスクリーニングする。そして、当該年度で開発したナノ粒子内包抗体クラスター技術を用いて、各々を別途、もしくは混合した状態で抗体クラスターに内包することを試みる。そして、各々内包した抗体クラスターをがん細胞と正常細胞の混合懸濁液に添加し、フローサイトメトリーや蛍光顕微鏡を用いて、抗体クラスターのがん細胞に対する細胞特異性を評価する。薬剤内包クラスターに関しては、細胞残存率をフローサイトメトリーにより評価する。

次年度の研究費の使用計画

次年度使用額は、今年度の研究を効率的に推進したことに伴い発生した未使用額であり、平成25年度請求額とあわせ、平成25年度の研究遂行に使用する予定である。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2012

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Ionic liquid/water interfacial localization of a green fluorescent protein fused to a tryptophan-rich peptide2012

    • 著者名/発表者名
      Takashi Matsuyama, Do-Myoung Kim, Mitsuo Umetsu, Taiji Ikawa, Mamoru Yamanishi, Nobuhiro Ishida, Izumi Kumagai, and Haruo Takahashi
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: 113 ページ: 160-165

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2011.09.016

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nanocluster design for the construction of artificial cellulosomes2012

    • 著者名/発表者名
      Do-Myoung Kim, Hikaru Nakazawa, Mitsuo Umetsu, Takashi Matsuyama, Nobuhiro Ishida, Akinori Ikeuchi, Haruo Takahashi, Ryutaro Asano, and Izumi Kumagai
    • 雑誌名

      Catalysis Science & Technology

      巻: 2 ページ: 499-503

    • DOI

      10.1039/c2cy00371f

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantum Dot Motion on Microtubules2012

    • 著者名/発表者名
      Aurélien Sikora, Daniel Oliveira, Kyongwan Kim, Andrew L. Liao, Mitsuo Umetsu, Izumi Kumagai, Tadafumi Adschiri, Wonmuk Hwang, and Winfried Teizer
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 41 ページ: 1215-1217

    • DOI

      10.1246/cl.2012.1215

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The assembly of kinesin-based nanotransport systems2012

    • 著者名/発表者名
      Daniel Oliveira, Do-Myoung Kim, Mitsuo Umetsu, Izumi Kumagai, Tadafumi Adschiri, and Winfried Teizer
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 112 ページ: 124703(1-8)

    • DOI

      10.1063/1.4769870

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A high-affinity gold-binding camel antibody: Antibody engineering for one-pot functionalization of gold nanoparticles as biointerface molecules2012

    • 著者名/発表者名
      Takamitsu Hattori
    • 雑誌名

      Bioconjugate Chemistry

      巻: 23 ページ: 1934-1944

    • DOI

      10.1021/bc300316p

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ボトムアップな粒子アセンブリツールとしてのバイオ分子2012

    • 著者名/発表者名
      梅津 光央
    • 雑誌名

      セラミックス

      巻: 47 ページ: 616-619

  • [学会発表] Smart Bio-Design from Protein Engineering in the Field of Nanobiotechnology2012

    • 著者名/発表者名
      Mitsuo Umetsu
    • 学会等名
      The 19th Symposium of Young Asian Biochemical Engineers' Community (YABEC) 2012
    • 発表場所
      Tokushima, Japan
    • 年月日
      20121027-20121027
    • 招待講演
  • [学会発表] LEGO design for multivalent antibodies expressed in E.coli2012

    • 著者名/発表者名
      Rui Todokoro
    • 学会等名
      The 19th Symposium of Young Asian Biochemical Engineers' Community (YABEC) 2012
    • 発表場所
      Tokushima, Japan
    • 年月日
      20121027-20121027
  • [学会発表] Protein engineering for site-specific bioconjugation chemistry: Construction of multiple functional lowmolecular antibodies2012

    • 著者名/発表者名
      Mitsuo Umetsu
    • 学会等名
      第50回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      20120922-20120922
  • [学会発表] Smart protein design for interface molecules in nano world2012

    • 著者名/発表者名
      Mitsuo Umetsu
    • 学会等名
      2012 Northeastern Asian Symposium
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      20120920-20120920
    • 招待講演
  • [学会発表] Build up Design for Multivalent Antibodies on Multimeric Protein Platform2012

    • 著者名/発表者名
      Rui Todokoro, Mitsuo Umetsu, Hikaru Nakazawa, Ryutaro Asano, Izumi Kumagai
    • 学会等名
      第35回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2012-12-14
  • [学会発表] Restructure of Sequential CDR Walking Approach in CAnIGET Method2012

    • 著者名/発表者名
      Yasuko Seta, Mitsuo Umetsu, Hikaru Nakazawa, Seiichi Takami, Izumi Kumagai
    • 学会等名
      第35回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2012-12-12

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公開日: 2014-07-24  

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