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【特集】固相へのバイオ分子の配向とその利用

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特集にあたって
Introduction

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鉱物にアフィニティーのあるタンパク質の利用
Application of Mineral-binding Proteins

　特定の鉱物にアフィニティーのあるタンパク質を利用して鉱物を検査しようという試みは,現在のX 線を用いた分析法では判定が難しいものでも判定できる場合があることから,「環境検査」「医療診断」「鉱物学」の分野で将来有用な技術になると考えている。著者は,「固相へのバイオ分子の配向とその利用」から始まった「結晶のバイオセンシング」を一般化したいと考えている。

【目次】
1　はじめに:「固相へのバイオ分子の配向とその利用」から「結晶のバイオセンシング」へ
2　アスベストをバイオで検査するという試み
2.1　アスベスト結合タンパク質を使ったアスベスト検査
2.2　鉱物資源を安全に利用するための簡便なアスベスト検査
3　結晶のバイオセンシングへの展開
3.1　DksAの分子認識メカニズム
3.2　様々な結晶を特異的に認識する人工タンパク質を創成する技術
4　おわりに

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細菌接着タンパク質と微生物固定化への利用
Bacterial Adhesive Protein and Its Application to Microbial Immobilization

　筆者らは,様々な材料表面に接着する細菌の細胞表層タンパク質AtaA を発見し,その性質,構造,接着機構の解明を進めてきた。さらに,AtaA を利用した画期的な微生物固定化法の開発と固定化微生物による革新的微生物プロセスの構築を手掛けてきた。本稿では,従来の微生物固定化法の概説後,AtaA について研究の進展について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　従来の微生物細胞固定化法
3　微生物接着タンパク質AtaA
4　微生物固定化技術への応用
5　将来展望

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脂質二分子膜へのタンパク質のアンカリング技術
Anchoring Proteins on Lipid-bilayer Membranes

　細胞は脂質分子により構成される二重膜構造で区画化され,膜に局在するタンパク質を介した情報伝達やエネルギー変換を通して生命活動を営んでいる。本稿では,脂質分子の導入によるタンパク質への疎水性の付与と,人工脂質修飾タンパク質の合成二分子膜ならびに細胞膜表層へのアンカリング技術と応用例を紹介する。

【目次】
1　生体内におけるタンパク質の脂質修飾
2　合成脂質二分子膜へのタンパク質のアンカリング
3　細胞膜表層へのタンパク質のアンカリング

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材料表面を認識するペプチド・タンパク質から発想するハイブリッドナノアセンブリ
Hybrid Nanoassembly via Material-binding Peptides and Proteins

　試験管の中で進化を模倣した進化分子工学は,分子集合体や無機材料表面などの非分子系材料をも分子認識対象とし材料表面に親和性のあるペプチド・タンパク質を創りだすことができる。本稿では,それらバイオ分子が様々な材料に対してハイブリッドな階層的複合構造を形成できるインターフェイス分子として利用できることを紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　材料結合性ペプチド
3　材料結合性抗体
4　天然に存在する材料結合性ドメイン:セルロース結合ドメイン
5　おわりに

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ナノデバイスへのペプチドの固定と利用
Peptide Functionalization and Utilization in Nanodevices

　近年,ナノ粒子,ナノワイヤ,ナノシートなど比界面積の大きいナノ構造体を活用したバイオデバイスの開発が進んでいる。ペプチドは化学合成や化学修飾が容易であり,特定の材料表面への修飾や自己組織化が可能である他,構成されるアミノ酸の特性によりターゲットに対して優れた親和性を発揮する。本稿では,ペプチドを利用した分子認識界面の構築によるナノデバイスの開発について述べる。

【目次】
1　はじめに
2　ペプチド修飾ナノワーヤデバイスによるエクソソーム回収
3　有害・危険物を迅速にセンシングする分子認識ペプチドプローブの開発

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糖鎖のナノ粒子への固定化と医薬・検査薬への応用
Immobilization of Sugar Chain onto Gold Nanoparticle and Medical / Diagnostic Application
　
　糖鎖を金属へ効率よく固定化するオリジナルな方法を確立し,それを応用したナノ粒子のウイルス検査法,および免疫増強剤の開発研究について説明する。

【目次】
1　はじめに
2　糖鎖固定化ナノ粒子を用いたウイルス検査法の開発
2.1　ウイルス検査の重要性について
2.2　インフルエンザウイルスの実験
2.3　デング熱ウイルス
3　アジュバント(免疫増強剤)としてのToll様受容体7(TLR7)リガンド・糖鎖共固定化金ナノ粒子の開発
3.1　アジュバントとしてのTLRリガンド
3.2　1V209・糖鎖共固定化金ナノ粒子(1V209-SGNPs)の調製
3.3　1V209-SGNPsの免疫増強活性
4　おわりに

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単一細胞アレイ化技術と希少細胞解析への応用
Single-cell Array and Its Application to Rare Cell Analysis

　生体内には疾病に関わる様々な希少細胞が存在しており,この様な希少細胞の解析により診断・治療や発症メカニズム解明が期待される。一方でこの様な希少細胞の解析には技術的な課題が多く残されており,十分なオミクス情報の取得には至っていない。本総説では希少細胞の解析に向けて,近年開発されている単一細胞アレイ化技術と希少細胞解析への応用に関して概説する。

【目次】
1　はじめに
2　希少細胞の種類と重要性
3　単一細胞アレイ化技術
3.1　ドロップレット
3.2　マイクロウェル
3.3　誘電泳動
3.4　マイクロフィルター
4　Microcavity array(MCA)の開発と希少細胞解析への応用
5　おわりに

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BIO REVIEW

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薬剤耐性ピロリ菌に除菌効果を有するコレステロール類似物質
Cholesterol Analogue Available for Antimicrobial Resistant Helicobacter Pylori

　コレステリル-α-D-グルコピラノシド(CGL)は,ピロリ菌の細胞壁構成成分である。我々は,コレステロール類似物質であるコレステノンが,CGL生合成を阻害することでピロリ菌に抗菌活性を示すことを明らかにした。また抗菌作用はクラリスロマイシン耐性を有するピロリ菌にも有効であった。さらにコレステノンは,ピロリ菌感染マウスに投与し単剤で除菌することができた。

【目次】
1　ピロリ菌とは
2　ピロリ菌除菌治療の方法およびその効果と問題点
3　ピロリ菌がもつ特徴的な糖脂質
4　ピロリ菌に対するコレステノンの効果
5　抗生物質とコレステノンの相違
6　今後の展望