増田 亮 (マスダ リョウ)

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所属

理工学術院 理工学術院総合研究所

職名

次席研究員(研究院講師)

学位 【 表示 / 非表示

  • 博士

 

論文 【 表示 / 非表示

  • Cyclic Peptides for Efficient Detection of Collagen

    Koh K. Takita, Kazunori K. Fujii, Tetsuya Kadonosono, Ryo Masuda, Takaki Koide

    ChemBioChem   19 ( 15 ) 1613 - 1617  2018年08月

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    © 2018 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim We report here a new class of collagen-binding peptides, cyclic collagen-mimetic peptides (cCMPs), that efficiently hybridize with the triple-helix-forming portions of collagen. cCMPs are composed of two parallel collagen-like (Xaa-Yaa-Gly)n strands with both termini tethered by covalent linkages. Enzyme-linked immunosorbent assays and western blotting analysis showed that cCMPs exhibit more potent affinity toward collagen than reported collagen-binding peptides and can specifically detect different collagen polypeptides in a mixture of proteins. Collagen secreted from cultured cells was detected by confocal microscopy with fluorescein-labeled cCMP. The cCMP is also shown to detect sensitively folding intermediates in the endoplasmic reticulum, something that was difficult to visualize with conventional collagen detectors. Molecular-dynamics simulations suggested that a cCMP forms a more stably hybridized product than its single-chain counterpart; this could explain why cCMP has higher affinity toward denatured collagen. These results indicate the usefulness of cCMPs as tools for detecting denatured collagen.

    DOI PubMed

  • Development of a carboplatin derivative conjugated with a collagen-like triple-helical peptide

    Ryo Masuda, Risa Hayashi, Hiroshi Nose, Akihiro Taguchi, Yoshio Hayashi, Hiroyuki Yasui, Takaki Koide

    Future Medicinal Chemistry   10 ( 6 ) 619 - 629  2018年03月

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    Aim: The development of a platinum anticancer agent that has improved efficacy by efficient delivery to a tumor and that suppresses side effects has been investigated. Arginine-rich triple-helical peptides are promising drug carriers because of their stability in body fluids and cell-penetrating activity. Results: We synthesized a carboplatin derivative conjugated with an arginine-rich triple-helical peptide. This derivative released platinum under acidic conditions or in the presence Cl- ions. Administration of this derivative to P388 tumor-bearing mice showed comparable survival rates to twice the dose of carboplatin, which was attributed to a longer mean residence time by pharmacokinetics analysis. Conclusion: The collagen-like triple-helical peptide was an efficient carrier of a platinum anticancer agent because of a modification to its pharmacokinetic profile.

    DOI

  • Basic Fibroblast Growth Factor Fused with Tandem Collagen-Binding Domains from Clostridium histolyticum Collagenase ColG Increases Bone Formation

    Hiroyuki Sekiguchi, Kentaro Uchida, Osamu Matsushita, Gen Inoue, Nozomu Nishi, Ryo Masuda, Nana Hamamoto, Takaki Koide, Shintaro Shoji, Masashi Takaso

    BioMed Research International   2018   8393194  2018年

    DOI PubMed

  • Structure–activity relationships and action mechanisms of collagen-like antimicrobial peptides

    Masuda, Ryo, Masuda, Ryo, Dazai, Yui, Mima, Takehiko, Koide, Takaki

    Biopolymers   108 ( 1 ) e22931  2017年01月  [査読有り]

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    © 2016 Wiley Periodicals, Inc.An antimicrobial triple-helical peptide, R3, was previously obtained from a collagen-like combinatorial peptide library. In this research, based on structure–activity relationship studies of R3, a more potent peptide, RR4, with increased positive net charge and charge density relative to R3, was developed. RR4 exhibited antimicrobial activity against both Gram-negative and Gram-positive bacterial strains, including multidrug-resistant strains. Its action could be attributed to entry into cells and interactions with intercellular molecules such as DNA/RNA that inhibited cell division rather than increasing bacterial membrane permeability. Furthermore, RR4 exhibited remarkable stability in serum and low cytotoxicity.

    DOI PubMed

  • Collagen-Like Antimicrobial Peptides

    Ryo Masuda, Masakazu Kudo, Yui Dazai, Takehiko Mima, Takaki Koide

    BIOPOLYMERS   106 ( 4 ) 453 - 459  2016年07月  [査読有り]

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    Combinatorial library composed of rigid rod-like peptides with a triple-helical scaffold was constructed. The component peptides were designed to have various combinations of basic and neutral (or hydrophobic) amino acid residues based on collagen-like (Gly-Pro-Yaa)-repeating sequences, inspired from the basic and amphiphilic nature of naturally occurring antimicrobial peptides. Screening of the peptide pools resulted in identification of antimicrobial peptides. A structure-activity relationship study revealed that the position of Arg-cluster at N-terminus and cystine knots at C-terminus in the triple helix significantly contributed to the antimicrobial activity. The most potent peptide RO-A showed activity against Gram-negative Escherichia coli and Gram-positive Bacillus subtilis. In addition, Escherichia coli exposed to RO-A resulted in abnormal elongation of the cells. RO-A was also shown to have remarkable stability in human serum and low cytotoxicity to mammalian cells. (C) 2016 Wiley Periodicals, Inc.

    DOI PubMed

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産業財産権 【 表示 / 非表示

  • 抗菌生物活性を有するコラーゲン様ペプチド及びその組成物

    小出 隆規, 増田 亮, 工藤 正和, 太宰 結

    特許権

共同研究・競争的資金等の研究課題 【 表示 / 非表示

  • 酵母に発現させた3重らせん型ランダムペプチドライブラリからの創薬リードの探索

    研究期間:

    2020年04月
    -
    2023年03月
     

  • 拡張したランダムペプチド集団から効率的に薬物リードを取得する方法の開発

    研究期間:

    2020年07月
    -
    2022年03月
     

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    本研究では、ヘテロキラルなランダムライブラリから生物活性ペプチドを取得する方法を確立する。ビーズ当たり2^n種のジアステレオマーを提示できるone-bead-2^n-peptideライブラリから、標的タンパク質と結合するアミノ酸配列を決定した後、マルチペプチド合成を用いて結合活性を示すジアステレオマーを同定する。ここでは標的を抗体医薬に絞り、そのmimotopeを取得するプロトコルを確立する。特に、1ビーズ上にあるペプチド総量の1/2^nしかない単一のジアステレオマーへの結合を検出するために、Rolling Circle Amplificationを用いたシグナル増幅による高感度化を図る

  • 生体内コラーゲンの分子状態の可視化と医療への応用を目指した新規環状ペプチドの開発

    研究期間:

    2017年06月
    -
    2019年03月
     

  • 3重らせん型抗菌ペプチドの開発

    研究期間:

    2014年04月
    -
    2016年03月
     

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    抗菌ペプチドは広い抗菌スペクトルと細菌に対する選択性から魅力的な抗菌剤ではあるが、ペプチドは生体内で容易に分解されてしまう。近年、報告者の研究室では、生体内でも安定なペプチドとして3重らせんペプチドを報告した。3重らせんペプチドのコンビナトリアルライブラリから抗菌活性を有するペプチドをスクリーニングし、活性物を構造活性相関することで抗菌ペプチドRR4を開発した。RR4は薬剤耐性菌を含む菌に対して抗菌活性を示した。その作用機序は、ペプチドが菌内に移行し、核酸と相互作用することで細菌の分裂を阻害していることが示唆された

  • HSP47を標的とするペプチド性抗線維化薬の開発

    研究期間:

    2013年04月
    -
    2016年03月
     

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    小胞体に局在するコラーゲン特異的分子シャペロンHSP47は、線維化疾患においてコラーゲンの過剰な産生に貢献している。研究代表者らは、HSP47を阻害するコラーゲン様3重らせんペプチドを細胞に取り込ませ、小胞体に蓄積させることができれば、線維化疾患の治療に役立つと考えた。本研究により、in vitroで当該ペプチドを細胞内に導入することには成功したが、逆行輸送をたどって小胞体に送達させることはできなかった

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特定課題研究 【 表示 / 非表示

  • 3重らせんペプチド型創薬リードを探索する普遍的方法の開発

    2018年   小出隆規

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    コラーゲンの構造を模倣する3重らせんペプチドは、タンパク質を結合配列を含有できること、生体内でも安定であることから、創薬リードとして有望な分子である。これまでにタンパク質結合性の3重らせんの配列の取得は、天然コラーゲン由来のものに限定されてきた。本研究では、インテグリンα1Iドメインあるいはα2Iに結合することが知られている3重らせんペプチドが酵母-2-ハイブリッド法によって、それらの相互作用が検出することができるのかを評価した。その結果、それぞれに対しての相互作用を検出することができた。

  • 3重らせん型ランダムペプチドライブラリの構築と酵母2-ハイブリッド法への展開

    2018年   小出隆規

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    コラーゲンには様々な機能性タンパク質が結合する。コラーゲンを模倣する3重らせんペプチドもまた、これらのタンパク質が結合する。これまでにタンパク質が結合する3重らせん配列の探索には、コラーゲンの一部を模倣した3重らせんペプチドのライブラリがもちいられてきた。したがって、タンパク結合性の3重らせん配列の取得は、天然コラーゲン上に存在する配列に限定されてきた。申請者は、ランダムな配列を有する3重らせんペプチドライブラリを酵母内に構築した。今後は酵母-2-ハイブリッド法によって、タンパク質が結合する3重らせん配列の探索を行っていく。

  • 創傷治癒活性を有するケモカインSDF-1が固定化された人工コラーゲンゲルの開発

    2017年  

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    ケモカインの一種であるSDF-1は、細胞の増殖や遊走にかかわることが知られており、創傷部位にSDF-1を作用させることで、創傷の治癒が促進することが知られている。本研究では、コラーゲンゲルにSDF-1を融合させ、そのゲルを創傷部位に張り付けることで創傷治癒を促進する新規マテリアルの開発を行うこととした。そのために、所属研究室で最近開発されたコラーゲン結合性を有する環状ペプチドを利用することとした。ゲルへの標識法としては、クリックケミストリーを選択した。コラーゲン結合性ペプチドにアジドを、SDF-1にはアルキンを導入し、クリックケミストリー反応を行ったところ、目的物を確認することができなった。今後は、リンカーを介してSDF-1にアルキンを導入することで、アルキン部位が露出し、ペプチドへのSDF-1標識が達成できるものと考えられる。

  • 抗体医薬の中和剤開発を目指したヘテロキラルマイモトープの探索

    2017年   小出隆規

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    本研究は、抗体医薬の開発を推進するために、抗体医薬の副作用を軽減することのできるペプチド性中和剤(マイモトープ)を取得するための普遍的な戦略を確立することを目的とする。そのために、L体とD体のアミノ酸を等量含むラセミペプチドライブラリを化学的に構築し、その中からモノクローナル抗体に結合するマイモトープを取得するための戦略を確立する。本研究期間では、上記のライブラリを構築するとともに、スクリーニングを行う際の条件を最適化した。

  • コラーゲン様細胞膜透過ペプチドの開発と細胞への抗体導入

    2013年  

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    抗体医薬は高い特異性を有していることから、既存の低分子医薬品よりも副作用の少ない医薬品として利用されている。一方で細胞内にはキナーゼや核酸等、抗体医薬の有力な標的分子は多く存在しているものの、抗体は細胞膜を透過しないため、その適用範囲は限られたものとなっている。近年、細胞膜を透過しないカーゴ分子を細胞内へと輸送するために、cell-penetrating peptide (CPP) を利用した手法が用いられている。CPPは塩基性に富んだペプチドであり、細胞膜と相互作用することで、エンドサイトーシスにより細胞内へと移行することが知られている。しかしながら、従来のペプチド性化合物と同様に、既存のCPPは体内のプロテアーゼによってたやすく分解されてしまうため、生体への応用は困難であると考えられる。またCPPを用いた抗体の細胞内輸送に関する研究はこれまでなされているものの、手法の煩雑さや多大なコストからまだ課題も多い、そこで、当研究室で開発されたプロテアーゼへの分解抵抗性を有する3重らせんCPPを用いて、簡便に抗体を細胞内へと移行する手法の開発を行った。まず、先行研究の知見より開発された3重らせんCPPのN末端をヨードアセチル化したペプチドを合成した。本ペプチドは、イミノチオラン共存下で抗体と反応させることで、全長IgGへの1ポット標識が可能であった。反応物はゲル濾過によって精製し、限外濾過で濃縮した。3重らせんCPPを付加した蛍光標識抗体を細胞へ作用させたところ、抗体の細胞内への移行が確認された。つづいて、細胞内に移行した抗体の局在を確認すると、それらはエンドソームへと移行していることが明らかとなった。以上の結果から、3重らせん型のCPPを用いた簡便な抗体への標識法を確立したとともに、全長IgGの細胞内への輸送を達成した。今後はin vivoでも抗体の細胞内輸送が可能かを検証していく。

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