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2016 年度 実績報告書

多次元分子PEGの開発とタンパク質安定化への応用

研究課題

研究課題/領域番号 26410170
研究機関東京工業大学

研究代表者

村岡 貴博  東京工業大学, 生命理工学院, 助教 (70509132)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードポリエチレングリコール / 熱応答性 / 環状分子 / 両親媒性 / 生体関連化学 / 水溶性分子 / 分子集合体
研究実績の概要

最終年度において、両親媒性構造を有する多角形PEGの合成と機能評価を試みた。特に三角形について目的物を十分量合成することが出来、詳細に機能評価を行った。水中で加熱することで曇点を示し、加熱により脱水和され、疎水性を増すPEG特有の温度応答性を保持していることが示された。動的光散乱測定から、高温でマイクロメートルサイズの集合体を形成することが確認され、曇点評価と合理的な結果が示された。タンパク質に対する安定化効果、特に凝集抑制効果をリゾチームを用いて評価した。リゾチームに対し両親媒性構造を有する三角形PEGを可変量加え、加熱し、リゾチームの凝集形成の有無と、冷却後の残存酵素活性を定量的に評価した。リゾチームに対し100モル当量加えた場合、凝集は抑制され、70%近い残存酵素活性が示されたことから、両親媒性構造を有する三角形PEGが凝集抑制効果を有することが示された。また興味深いことに、リゾチームに対し1モル当量加えた場合も、凝集形成は完全に抑制され、また高い残存酵素活性が見られた。通常の凝集抑制剤は、タンパク質に対し過剰量添加する必要があるが、本研究で開発した両親媒性構造を有する三角形PEGは、等モル量添加で効果を示す他の材料にはない優位性があることが明らかとなった。
本研究期間全体を通じて、両親媒性構造を有する鎖状PEG、ならびに多角形型に構造化した一連のPEG類縁体(二角形、三角形、四角形、五角形、六角形PEG)を開発し、それらの熱物性とタンパク質凝集抑制効果について網羅的、系統的に調べた。それらの知見に基づき、両構造を組み込んだ両親媒性構造を有する三角形PEGを最終年度において開発し、両親媒性構造と多角形構造が有する利点をあわせた、非常に効果的な凝集抑制剤を開発することに成功した。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件) 産業財産権 (2件) (うち外国 1件)

  • [国際共同研究] Slovenian NMR Centre(スロベニア)

    • 国名
      スロベニア
    • 外国機関名
      Slovenian NMR Centre
  • [国際共同研究] National University of Ireland, Galway(アイルランド)

    • 国名
      アイルランド
    • 外国機関名
      National University of Ireland, Galway
  • [雑誌論文] Newly Characterized Interaction Stabilizes DNA Structure: Oligoethylene Glycols Stabilize G-quadruplexes CH-pi Interactions2017

    • 著者名/発表者名
      Hisae Tateishi-Karimata, Tatsuya Ohyama, Takahiro Muraoka, Peter Podbevsek, Adam M. Wawro, Shigenori Tanaka, Shu-ichi Nakano, Kazushi Kinbara, Janez Plavec, and Naoki Sugimoto
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Res.

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1093/nar/gkx299

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] G-quadruplexes with Tetraethylene Glycol-modified Deoxythymidines Are Resistant to Nucleases and Inhibit HIV-1 Reverse Transcriptase2016

    • 著者名/発表者名
      Hisae Tateishi-Karimata, Takahiro Muraoka, Kazushi Kinbara, and Naoki Sugimoto
    • 雑誌名

      ChemBioChem

      巻: 15 ページ: 1399-1402

    • DOI

      10.1002/cbic.201600162

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multigram Chromatography-free Synthesis of Octa(ethylene glycol) p-Toluenesulfonate2016

    • 著者名/発表者名
      Adam M. Wawro, Takahiro Muraoka, Maho Kato, and Kazushi Kinbara
    • 雑誌名

      Org. Chem. Front.

      巻: 11 ページ: 1524-1534

    • DOI

      10.1039/C6QO00398B

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Chromatography-Free Synthesis of Monodisperse Oligo(ethylene glycol) Mono-p-toluenesulfonates and Quantitative Analysis of Oligomer Purity2016

    • 著者名/発表者名
      Adam M. Wawro, Takahiro Muraoka, and Kazushi Kinbara
    • 雑誌名

      Polym. Chem.

      巻: 13 ページ: 2389-2394

    • DOI

      10.1039/C6PY00127K

    • 査読あり
  • [学会発表] 分子クラウディング環境における相互作用を活用した新規の逆転写反応阻害法の開発2017

    • 著者名/発表者名
      建石寿枝,大山達也, 村岡貴博, Peter Podbevsek, Adam M. Wawro, 田中成典, 金原数, Janez Plavec, 杉本直己
    • 学会等名
      日本核酸医薬学会第3回年会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2017-07-12 – 2017-07-14
  • [学会発表] タンパク質操作に向けた有機化学的アプローチ2017

    • 著者名/発表者名
      村岡貴博
    • 学会等名
      最先端光計測とライフサイエンスの未来 ーBio. Phys. Chem.三重点の探索ー
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2017-03-04 – 2017-03-04
    • 招待講演
  • [学会発表] テトラエチレングリコール修飾塩基をもつ四重鎖構造を用いた逆転写反応制御2016

    • 著者名/発表者名
      建石寿枝,大山達也, 村岡貴博, Peter Podbevsek, 田中成典, 金原数, Janez Plavec, 杉本直己
    • 学会等名
      日本核酸医薬学会第2回年会
    • 発表場所
      東京理科大学
    • 年月日
      2016-11-15 – 2016-11-17
  • [学会発表] テトラエチレングリコール修飾によるDNA四重鎖の安定化機構の解明2016

    • 著者名/発表者名
      大山達也, 建石寿枝, 田中成典、村岡貴博、金原数、杉本直己
    • 学会等名
      第10回分子科学討論会
    • 発表場所
      神戸ファッションマート
    • 年月日
      2016-09-13 – 2016-09-15
  • [学会発表] Structured and Amphiphilic PEGs for Bio-related Chemistry2016

    • 著者名/発表者名
      村岡貴博、金原数
    • 学会等名
      FIBER International Summit for Nucleic Acids (FISNA) 2016 at Konan University
    • 発表場所
      甲南大学
    • 年月日
      2016-07-07 – 2016-07-07
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 自己組織化マルチブロック分子の動的機能2016

    • 著者名/発表者名
      村岡貴博
    • 学会等名
      高分子学会 16-1超分子研究会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2016-05-20 – 2016-05-20
    • 招待講演
  • [産業財産権] 芳香環とオリゴエチレングリコールの交互配列からなる新規タンパク質凝集抑制剤2016

    • 発明者名
      金原数, 村岡貴博, アダム ヴァヴロ
    • 権利者名
      金原数, 村岡貴博, アダム ヴァヴロ
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2016-141891
    • 出願年月日
      2016-07-19
  • [産業財産権] Hetero type monodispersed polyethylene glycol, intermediate for production of hetero type monodispersed polyethylene glycol, methods for producing same, and hetero type monodispersed polyeth2016

    • 発明者名
      金原数、村岡貴博、マルシン アダム、大嶽知之、姜義哲、宇留賀友輝
    • 権利者名
      金原数、村岡貴博、マルシン アダム、大嶽知之、姜義哲、宇留賀友輝
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      WO2016-JP69266
    • 出願年月日
      2016-06-29
    • 外国

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公開日: 2018-12-17  

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