Creation of molecular recognition peptides for therapy and diagnosis by evolutionary molecular engineering

2017 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 15H01810
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Biomedical engineering/Biomaterial science and engineering
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: Ito Yoshihiro 国立研究開発法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, チームリーダー (40192497)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 上田 一樹 国立研究開発法人理化学研究所, 伊藤ナノ医工学研究室, 研究員 (10615040) ; 多田 誠一 国立研究開発法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, 研究員 (30598165) ; 宮武 秀行 国立研究開発法人理化学研究所, 伊藤ナノ医工学研究室, 専任研究員 (50291935) ; 植木 雅志 国立研究開発法人理化学研究所, 伊藤ナノ医工学研究室, 専任研究員 (90312264)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 進化分子工学 / ペプチドアプタマー / 蛍光プローブ / 電気化学プローブ / 中分子創薬 / ドラッグデリバリーシステム / ナノメディシン

Outline of Final Research Achievements

Peptide molecules for diagnosis and therapy were developed using chemically extended evolutionary engineering which contains environment-dependent fluorescent group, electrochemical polymerizable group, or protein ligand as a non-coding amino acid.
The incorporation of fluorescent group enabled fluorogenic peptides by interaction with biomarkers. By using the polymerizable group, electro-biosensing peptide was developed. The utilization of protein ligand enhanced the activity of inhibitor drug and the selectivity of drug targeting.

Free Research Field

生体材料学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

医療分野では様々な診断用、治療用の試薬が用いられ、中でも抗体は、タンパク質を検出したり、抗体医薬として多様な疾患に用いられている。しかし、抗体は通常マウスなどの動物や動物細胞を用いて作られ、分子量も高く、製造コストも高い。抗体機能を代替えするもっと低分子量のものができれば有用である。
本研究では、進化分子工学を用いて、中分子量（数千）で固相法などの有機合成法で製造できるペプチドをベースにした抗体代替物ができることを明らかにした。これにより具体的に、がんの早期発見、感染症に関係するウイルスの簡便な検出法、新しい抗癌剤、副作用を抑制する抗癌剤デリバリーなどが可能であることを示すことができた。