Kenta Arai Laboratory — Tokai University

タンパク質のかたちと機能を化学の力でつくりだす。

当研究室は、硫黄・セレン・テルル(カルコゲン)化学を基盤として、ジスルフィド結合とタンパク質フォールディングを精密に制御する分子を設計。タンパク質の構造形成・機能・品質管理を化学の力で制御する研究を展開しています。

Lab at a glanceSINCE 2014
Affiliation東海大学 先進生命科学研究所准教授(2025.04-)
Department理学部 化学科准教授(2024.04–2025.03)
PI荒井 堅太(Ph.D.)Assoc. Prof.
Field生体関連化学ケミカルバイオロジー
Founded2014
FocusProtein FoldingDisulfide · Chalcogen

生命現象を、化学的に再現・理解する

ようこそ、荒井堅太研究室(Kenta Arai Laboratory)へ

東海大学理学部化学科・先進生命科学研究所を拠点に2014年に開設された、荒井堅太准教授の研究室です。硫黄・セレン・テルル(カルコゲン)化学、有機合成、電気化学、マイクロフロー合成、タンパク質化学を組み合わせて、生命機能を分子レベルで再現・理解する研究を行っています。

私たちは、生体内のタンパク質の精巧な折りたたみ(フォールディング)と構造形成のしくみを、低分子の化学試薬を用いて再現し、自在に操ることを目指しています。小胞体内でのジスルフィド結合の形成・組み換えを担う酵素の機能を人工分子(酵素ミミック)で再現する研究は、タンパク質品質管理機構の解明と、機能性タンパク質の新しい生産技術につながります。インスリンなどの機能性タンパク質の構造制御と長期作用型アナログ創製、S-to-Se戦略による人工タンパク質合成へと展開しています。さらなる詳細は、Researchをご覧ください。

LATEST NEWS

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    Research Keywords

    • Selenium (Se)
    • Tellurium (Te)
    • Disulfide Chemistry
    • Protein Folding
    • Electrochemical Flow Synthesis
    • Artificial Protein Synthesis

    研究室の特色

    • 有機合成 × 電気化学 × タンパク質化学 の融合
    • 学部生・大学院生が研究を主導(論文本著者に多数)
    • WSeS・ICCST・Se2023 など国際会議で招待講演多数
    • 毎年、化学系春季年会・国際会議に学生が発表
    • IISc(インド)・カーディフ大学(英国)・ペルージャ大学(伊)・メルボルン大学(豪)など、国内外の大学・研究機関との国際共同研究
    メンバーを見る

    共同研究・研究見学・大学院進学のご相談を歓迎します

    02 — Research

    研究テーマ

    カルコゲン化学を基盤に、タンパク質の構造形成と機能を化学の力で制御することを目指しています。有機合成・電気化学・生化学を融合し、4つの研究領域を展開しています。

    タンパク質は、アミノ酸鎖が正しく折りたたまれ、固有の立体構造を形成することで機能を発揮します。私たちは、この複雑なタンパク質の構造形成を化学の力で理解し、自在に制御することを目指しています。特に、セレン(Se)やテルル(Te)を中心とするカルコゲン化学を基盤として、フォールディングを促進する分子触媒の開発や、機能性タンパク質の構造設計・人工合成に取り組んでいます。

    01

    タンパク質フォールディングの化学制御

    小胞体では、Protein Disulfide Isomerase(PDI)ファミリーやERO1などの酸化還元酵素が、ジスルフィド結合(S–S)の形成や組み換えを介してタンパク質のフォールディングを制御しています。私たちは、こうした酵素機能を低分子触媒によって再現・制御し、タンパク質生産効率の向上を図るとともに、活性酸素種(ROS)や活性窒素種(RNS)による酸化還元環境の変化とフォールディング異常の関係を化学的に理解し、人工分子によってタンパク質品質管理(プロテオスタシス)を自在に制御することを目指しています。

    タンパク質フォールディングの化学制御
    PDI mimicFoldingProteostasisChaperone
    02

    セレン・テルルによる酵素機能の化学的再現

    グルタチオンペルオキシダーゼ(GPx)・チオレドキシンレダクターゼ(TrxR)・デヨージナーゼ・脱ニトロソ化酵素など、生体内ではセレンや硫黄を利用する多様な酸化還元酵素が生命機能を支えています。私たちは、水溶性のセレン・テルル化合物を設計・合成し、これらの酵素機能を低分子で再現することで、酵素の作用機序を化学的に理解するとともに、酵素機能を代替する分子の創製と薬剤応用を目指しています。さらに、こうした酵素模倣分子を有機合成触媒へと応用し、生命科学から合成化学までを横断する新しいレドックス化学の開拓に取り組んでいます。

    セレン・テルルによる酵素機能の化学的再現
    GPx mimicTrxR mimicDeiodinaseSelenoxideTelluride
    03

    マイクロフローによる新しい分子変換

    マイクロフローリアクターは、微小な流路内で反応時間や混合、温度などを精密に制御することで、従来のバッチ反応とは異なる反応場を構築できます。私たちは、マイクロフロー技術と有機合成化学を融合し、反応場の特性を活かした新しい分子変換の開発に取り組んでいます。これまでに、電極反応を組み合わせた電気化学フロー合成によるラジカル的チオール–エン反応やフッ素化、ジスルフィド形成などを検討してきました。今後、カルコゲン化学をはじめとするさまざまな有機反応へと展開し、薬剤や機能性分子の効率的な合成につなげます。

    マイクロフローによる新しい分子変換
    MicroflowElectrochemistryThiol–eneHPLC-free
    04

    機能性人工タンパク質の設計・合成

    血糖調節を担うインスリンや、子宮内膜症をはじめとする疾患への応用が期待されるリラキシンは、複数のジスルフィド結合(S–S)によって立体構造が支えられた重要なペプチドホルモンです。これらの分子を化学合成するためには、複数のS–S結合を正しい位置に架橋することが大きな課題となります。私たちは、S–S結合をジセレニド結合(Se–Se)へ置換する「S-to-Se戦略」により効率的な合成を実現するとともに、タンパク質の構造安定性や生理機能そのものを制御することを目指しています。長期作用型「セレノインスリン」や「セレノリラキシン」などの創製を通じて、新しい人工タンパク質の設計・合成に取り組んでいます。

    機能性人工タンパク質の設計・合成
    InsulinSelenoinsulinRelaxinS-to-SeArtificial Protein

    03 — Members

    メンバー

    PIの荒井堅太准教授のもと、スタッフ・大学院生・学部生がそれぞれの研究テーマに取り組んでいます。

    荒井堅太(顔写真準備中)
    荒井 堅太 Kenta Arai · Ph.D.
    荒井 堅太
    Associate Professor · Tokai University
    研究室主宰 / 東海大学 先進生命科学研究所 准教授(2025.04–)
    ・ 東海大学 理学部 化学科 准教授(2024.04–2025.03)/講師(2017.04–2024.03)

    博士(理学)。セレン・テルル化学を核としたタンパク質の構造制御と低分子酸化還元酵素ミミックの研究に従事。研究対象は、タンパク質のフォールディング機構、有機セレン化合物のレドックス化学、フロー合成・電気化学的有機合成、そしてS-to-Se置換による機能性タンパク質の設計。Current Green Chemistry 編集委員。松前重義学術奨励賞受賞(2025)。

    研究室には学部生・大学院生が在籍し、それぞれのテーマで有機合成・物理化学的評価・生化学的アッセイを組み合わせて研究を進めています。学生が論文本著者となる成果も多数(ChemBioChem 2022, 2025・Commun. Chem. 2025・JACS Au 2026 など)。

    Education & Career

    • APR 2025 – Present東海大学 先進生命科学研究所 准教授
    • APR 2024 – MAR 2025東海大学 理学部 化学科 准教授
    • APR 2017 – MAR 2024東海大学 理学部 化学科 講師
    • APR 2014 – MAR 2017東海大学 理学部 化学科 助教
    • MAR 2013 – MAR 2014カーディフ大学(英国) 博士研究員
    • OCT 2012 – MAR 2014日本学術振興会 特別研究員(PD)
    • APR – SEP 2012日本学術振興会 特別研究員(DC2)
    • SEP 2012博士(理学)取得 — 東海大学大学院 総合理工学研究科 博士後期課程修了。学位論文「水溶性セレノキシド試薬を用いたジスルフィド含有タンパク質の酸化フォールディング機構の解明」(指導:岩岡道夫 教授)
    • MAR 2010修士(理学)— 東海大学大学院 理学研究科 化学専攻 修了
    • MAR 2008学士(理学)— 東海大学 理学部 化学科 卒業

    Editorial · Awards · Lectures (Selected)

    • JAN 2025AWARD松前重義賞・学術部門(松前重義学術奨励賞)受賞
    • 2020AWARDTU Science Award 2020 受賞
    • MAY 2016AWARDBentham Current Green Chemistry Award — 第5回 WSeS(平塚)優秀発表
    • FEB 2017 –Current Green Chemistry(Bentham Science Publishers)編集委員
    • JUN 2025International Mini-Symposium 2025(東海大学)— 招待講演「Selenium Chemistry: A New Frontier in Protein Structural Control」
    • NOV 2024Peptide Users Group 2024 Spring Symposium(メルボルン, Bio21)— Plenary 講演「S-to-Se Substitution Strategy for Preparation of Insulin Superfamily Proteins」
    • JUL 202411th Workshop of SeS Redox and Catalysis(トルン, ポーランド)— 招待講演
    • JUN 2024University of Melbourne — 招待講演「Structural Control of Proteins by Utilizing Selenium Chemistry」
    • JUN 20239th International Selenium Conference Se2023(大田, 韓国)— 招待講演「Allosteric selenopeptides as a model of selenoenzymes」
    • DEC 2022ICCST-15(フロリアノーポリス, ブラジル)— 招待講演「Aliphatic Diselenides as a Potential Manipulator for Proteostasis」
    • MAY 2022Group 16 Elements in Chemical Biology(オンライン)— 招待講演
    • MAY 20197th Workshop of SeS Redox and Catalysis(ペルージャ, イタリア)— 招待講演
    • SEP 2018SeS Redox & Catalysis Workshop(サンタマリア, ブラジル)— 招待講演
    • NOV 2017SSCB-2017(ムンバイ, インド)— 招待講演「Cyclic Selenium Compounds: A New Class of Oxidative Folding Reagents」
    • JUN 2017Protein Society 31st Annual Symposium(モントリオール)— 招待講演
    • FEB 20166th Int. Conf. on Metals in Genetics, Chemical Biology and Therapeutics(バンガロール)— 招待講演
    研究室集合写真(2026年4月)
    研究室集合写真(2026年4月)

    Staff(スタッフ)

    Institute of Advanced Biosciences / Department of Chemistry, Tokai University

    PI — ASSOCIATE PROFESSOR
    荒井 堅太
    Dr. KENTA Arai
    研究室主宰 / 東海大学 先進生命科学研究所 准教授(理学部 化学科 兼任)
    STAFF
    三神 瑠美
    Dr. RUMI Mikami
    特定助教
    STAFF
    林 絵美
    EMI Hayashi
    事務補佐員

    Master's Course(大学院修士課程)

    Graduate students · 2026

    M2
    岩本 駿平
    SHUNPEI Iwamoto
    修士課程 2年
    M2
    小林 愛海
    AMI Kobayashi
    修士課程 2年
    M1
    李 秉栗
    LEE Byeungyoul
    修士課程 1年
    M1
    石井 辰典
    TATSUNORI Ishii
    修士課程 1年
    M1
    武田 浩暉
    HIROKI Takeda
    修士課程 1年
    M1
    齋藤 拓海
    TAKUMI Saito
    修士課程 1年
    M1
    志保 朋哉
    TOMOYA Shiho
    修士課程 1年

    Undergraduates(学部生)

    4th-year students · 2026

    B4
    亀山 昂裕
    TAKAHIRO Kameyama
    学部4年
    B4
    森本 成
    NARU Morimoto
    学部4年
    B4
    佐藤 風花
    FUKA Sato
    学部4年
    B4
    青柳 寧央
    NEO Aoyagi
    学部4年
    B4
    林部 直澄
    NAOTO Hayashibe
    学部4年
    B4
    惣名 優羽
    YUU Souna
    学部4年
    B4
    髙橋 風羽
    FUU Takahashi
    学部4年

    Former Members(卒業生・旧メンバー)

    • Dr. Debasish Bhowmick(Indian Institute of Science (IISc), India)
    博士(Doctor)
    • 三神 瑠美
    修士(Master)
    • 岩田悠希
    • 佐藤悠平
    • 山本駆流
    学士(Bachelor)
    • 松井皆士
    • 野原崚平
    修士(Master)
    • 西沢優也
    • 高橋莉奏
    学士(Bachelor)
    • 庄小竜
    • 青山ゆうり
    • 大島沙矢香
    修士(Master)
    • 戸羽遥楽
    学士(Bachelor)
    • 春日悠里
    • 中江心
    • 仙島夢華
    学士(Bachelor)
    • 香川雄亮
    • 市村真芙有
    学士(Bachelor)
    • 山中雄一朗
    • 澤入萌恵
    • 伊藤舞桜
    • 流郷然
    学士(Bachelor)
    • 山元望史
    • 松本夕海
    • 湯崎ほのか
    修士(Master)
    • 塚越俊介
    学士(Bachelor)
    • 加藤優
    • 川村陸哉
    • 佐藤啓樹
    • 佐々木萌香
    修士(Master)
    • 藤澤翔太
    • 大坂侑意
    学士(Bachelor)
    • 松永峻彦
    • 八木澤麗奈
    • 羽田将弘
    • 三好悠介
    • 佐藤友海
    修士(Master)
    • 上野陽士
    • 浅野友紀
    学士(Bachelor)
    • 山口優太
    • 赤星希望
    • 上田雪良
    • 中島いくみ
    • 大石尊
    学士(Bachelor)
    • 西澤慶祐
    • 田村清佳
    • 齋藤愛美
    • 田代絢子
    学士(Bachelor)
    • 内田祐介

    04 — Publications

    論文・業績

    査読付き論文・総説・書籍章を発表年順(新しい順)に収載。* 責任著者、† 共同筆頭(equal contribution)。

    ALL PAPER REVIEW BOOK CHAPTER VIP / HOT / COVER
    20264 papers
    From Folding Reagents to Catalysts: Spatially Organized Diselenide–Cyclodextrins Enable Catalytic Oxidative Protein FoldingBIOMACROMOLECULES
    Yuki Iwata, Shunpei Iwamoto, Hiroki Takeda, Kenta Arai*Biomacromolecules, 2026, in press. DOI: 10.1021/acs.biomac.6c01556
    Beyond Folding Enzymes: A Redox-Active “Solid Chaperone” Unlocks Recyclable, HPLC-Free Oxidative Protein FoldingJACS AU
    Shunpei Iwamoto, Yuya Nishizawa, Hayato Yokose, Osamu Kanie, Yosuke Okamura, Takahiro Muraoka*, Kenta Arai*JACS Au, 2026, 6, 1197–1205. DOI: 10.1021/jacsau.5c01572
    An Initiator-Free Electrochemical Approach to Radical Thiol–Ene Coupling in a Microfluidic Reactor
    Kakeru Yamamoto, Kenta Arai*Molecules, 2026, 31, 429. DOI: 10.3390/molecules31030429
    REVIEW
    20254 papers
    Ca2+-driven PDIA6 biomolecular condensation ensures proinsulin foldingNAT. CELL BIOL.
    Young-Ho Lee, Tomohide Saio, Mai Watabe, Motonori Matsusaki, Shingo Kanemura, Yuxi Lin, Taro Mannen, Tsubura Kuramochi, Yuka Kamada, Katsuya Iuchi, Michiko Tajiri, Kotono Suzuki, Yan Li, Yunseok Heo, Kotone Ishii, Kenta Arai, Kazunori Ban, Mayuko Hashimoto, Shuichiro Oshita, Satoshi Ninagawa, Yoshikazu Hattori, Hiroyuki Kumeta, Airu Takeuchi, Shinji Kajimoto, Hiroya Abe, Eiichiro Mori, Takahiro Muraoka, Takakazu Nakabayashi, Satoko Akashi, Tsukasa Okiyoneda, Michele Vendruscolo, Kenji Inaba, Masaki OkumuraNature Cell Biology, 2025, 27, 1952–1964. DOI: 10.1038/s41556-025-01794-8
    Metal-Responsive Up-Regulation of Bifunctional Disulfides for Suppressing Protein Misfolding and Promoting Oxidative FoldingANGEW. CHEM.
    Keita Mori, Tsubura Kuramochi, Motonori Matsusaki, Yuki Hashiguchi, Masaki Okumura, Tomohide Saio, Yoshiaki Furukawa, Kenta Arai, Takahiro MuraokaAngew. Chem. Int. Ed., 2025, 64, e202502187. DOI: 10.1002/anie.202502187
    Ca2+-triggered allosteric catalysts crosstalk with cellular redox system through their foldase- and reductase-like activities
    Rumi Mikami, Yuhei Sato, Shingo Kanemura, Takahiro Muraoka, Masaki Okumura, Kenta Arai*Communications Chemistry, 2025, 8, 74. DOI: 10.1038/s42004-025-01466-6
    ER Oxidoreductin 1-Like Activity of Cyclic Diselenides Drives Protein Disulfide Isomerase in an Electron Relay System
    Rumi Mikami, Yuya Nishizawa, Yuki Iwata, Shingo Kanemura, Masaki Okumura*, Kenta Arai*ChemBioChem, 2025, 26, e202400739. DOI: 10.1002/cbic.202400739
    20242 papers
    REVIEW
    Seleno-relaxin analogues: Effect of internal and external diselenide bonds on the foldability and a fibrosis-related factor of endometriotic stromal cells
    Yuri Satoh, Yosuke Ono, Rikana Takahashi, Hidekazu Katayama, Michio Iwaoka, Osamu Yoshino, Kenta Arai*RSC Chem. Biol., 2024, 5, 729–737. DOI: 10.1039/d4cb00095a
    20236 papers
    Diselenide-bond replacement of the external disulfide bond of insulin increases its oligomerization leading to sustained activityCOMMUN. CHEM.
    Kenta Arai*†, Masaki Okumura†, Young-Ho Lee†, Hidekazu Katayama, Kenji Mizutani, Yuxi Lin, Sam-Yong Park, Kaichiro Sawada, Masao Toyoda, Hironobu Hojo, Kenji Inaba, Michio Iwaoka* (†equal contribution)Communications Chemistry, 2023, 6, Article 258. DOI: 10.1038/s42004-023-01056-4
    Resin-supported cyclic telluride as a heterogeneous promoter of disulfide formation under solid–liquid biphasic conditionsFRONT COVER
    Yuya Nishizawa†, Yuri Satoh†, Osamu Kanie, Kenta Arai* (†equal contribution)New J. Chem., 2023, 47, 18537–18546. DOI: 10.1039/D3NJ02646A
    Semi-enzymatic acceleration of oxidative protein folding by N-methylated heteroaromatic thiols
    Shunsuke Okada†, Yosuke Matsumoto†, Rikana Takahashi, Kenta Arai, Shingo Kanemura, Masaki Okumura*, Takahiro Muraoka* (†equal contribution)Chem. Sci., 2023, 14, 7630–7636.
    REVIEW
    Modeling Type-1 Iodothyronine Deiodinase with Peptide-Based Aliphatic Diselenides: Potential Role of Highly Conserved His and Cys Residues as a General Acid CatalystHOT PAPER
    Kenta Arai*, Haruka Toba, Nozomi Yamamoto, Mao Ito, Rumi MikamiChem. Eur. J., 2023, 29, e202202387. DOI: 10.1002/chem.202202387
    Small Organoselenium Catalysts as a Potential Manipulator for Redox Homeostasis and ProteostasisBOOK
    Kenta AraiChapter 25 in Chalcogen Chemistry: Fundamentals and Applications (ed. V. Lippolis, C. Santi, E. J. Lenardão, A. L. Braga), The Royal Society of Chemistry, 2023, pp. 648–665. DOI: 10.1039/BK9781839167386-00648
    20222 papers
    S-Denitrosylase-like Activity of Cyclic Diselenides Conjugated with Xaa-His Dipeptide: Role of Proline Spacer as a Key Activity BoosterFRONT COVER
    Rumi Mikami, Shunsuke Tsukagoshi, Yoshiki Oda, Kenta Arai*ChemBioChem, 2022, 23(24), e202100394. DOI: 10.1002/cbic.202100394
    20213 papers
    Abnormal Enhancement of Protein Disulfide Isomerase-like Activity of a Cyclic Diselenide Conjugated with a Basic Amino Acid by Inserting a Glycine Spacer
    Rumi Mikami, Shunsuke Tsukagoshi, Kenta Arai*Biology, 2021, 10, 1090. DOI: 10.3390/biology10111090
    Glutathione peroxidase-like functions of 1,2-diselenane-4,5-diol and its amphiphilic derivatives: Switchable catalytic cycles depending on peroxide substrates
    Kenta Arai*, Yuumi Sato, Ikumi Nakajima, Manami Saito, Moeka Sasaki, Akiko Kanamori, Michio IwaokaBioorg. Med. Chem., 2021, 29, 115866. DOI: 10.1016/j.bmc.2020.115866
    Flexible Folding: Disulfide-Containing Peptides and Proteins Choose the Pathway Depending on the EnvironmentsREVIEW
    Kenta Arai, Michio Iwaoka*Molecules, 2021, 26(1), 195. DOI: 10.3390/molecules26010195
    20202 papers
    Relaxin-2 May Suppress Endometriosis by Reducing Fibrosis, Scar Formation, and Inflammation
    Osamu Yoshino*, Yosuke Ono, Masako Honda, Kyoko Hattori, Erina Sato, Takehiro Hiraoka, Masami Ito, Mutsumi Kobayashi, Kenta Arai, Hidekazu Katayama, Hiroyoshi Tsuchida, Kaori Yamada-Nomoto, Shunsuke Iwahata, Yoshiyuki Fukushi, Shinichiro Wada, Haruko Iwase, Kaori Koga, Yutaka Osuga, Michio Iwaoka, Nobuya UnnoBiomedicines, 2020, 8, 467. DOI: 10.3390/biomedicines8110467
    Basic amino acid conjugates of 1,2-diselenan-4-amine with protein disulfide isomerase-like functions as a manipulator of protein quality controlVIP · COVER
    Shunsuke Tsukagoshi, Rumi Mikami, Kenta Arai*Chem. Asian J., 2020, 15, 2646–2652. DOI: 10.1002/asia.202000682
    20194 papers
    Modeling Thioredoxin Reductase-like Activity Using Cyclic Selenenyl Sulfides: Participation of an NH···Se Hydrogen Bond through Stabilization of the Mixed Se–S IntermediateBACK COVER
    Kenta Arai, Takahiko Matsunaga, Haruhito Ueno, Nozomi Akahoshi, Yuumi Sato, Gaurango Chakrabarty, Govindasamy Mugesh*, Michio Iwaoka*Chem. Eur. J., 2019, 25, 12751–12760. DOI: 10.1002/chem.201902230
    Cyclic telluride reagents with remarkable glutathione peroxidase-like activity for purification-free synthesis of highly pure organodisulfidesBACK COVER
    Kenta Arai*, Yuui Osaka, Masahiro Haneda, Yuumi SatoCatal. Sci. Technol., 2019, 9, 3647–3655. DOI: 10.1039/C9CY00562E
    Coupling effects of thiol and urea-type groups for promotion of oxidative protein folding
    Shunsuke Okada†, Motonori Matsusaki†, Kenta Arai, Yuji Hidaka, Kenji Inaba, Masaki Okumura, Takahiro Muraoka* (†equal contribution)Chem. Commun., 2019, 55, 759–762.
    Oxidative Protein Folding Using trans-3,4-Dihydroxyselenolane OxideBOOK
    Kenta Arai, Michio Iwaoka*Chapter 14 in Functional Disulfide Bonds (Methods in Molecular Biology), Springer, 2019.
    20183 papers
    Characterization and Optimization of Two-Chain Folding Pathways of Insulin via Native Chain AssemblyCOMMUN. CHEM.
    Kenta Arai†, Toshiki Takei†, Reina Shinozaki, Masato Noguchi, Shouta Fujisawa, Hidekazu Katayama, Luis Moroder, Setsuko Ando, Masaki Okumura, Kenji Inaba, Hironobu Hojo*, Michio Iwaoka* (†equal contribution)Communications Chemistry, 2018, 1, Article 26. DOI: 10.1038/s42004-018-0024-0
    Protein Folding by Water-Soluble Cyclic Diselenides with Novel Oxidoreductase and Isomerase Activities
    Kenta Arai, Haruhito Ueno, Yuki Asano, Gaurango Chakrabarty, Shingo Shimodaira, Govindasamy Mugesh*, Michio Iwaoka*ChemBioChem, 2018, 19, 207–211.
    Mechanism of radioprotection by dihydroxy-1-selenolane (DHS): Effect of fatty acid conjugation and role of glutathione peroxidase (GPx)
    Prachi Verma, Amit Kunwar, Kenta Arai, Michio Iwaoka, K. Indira PriyadarsiniBiochimie, 2018.
    20175 papers
    Preparation of Selenoinsulin as a Long-Lasting Insulin AnalogANGEW. CHEM.
    Kenta Arai†, Toshiki Takei†, Masaki Okumura†, Satoshi Watanabe†, Yuta Amagai, Yuya Asahina, Luis Moroder, Hironobu Hojo*, Kenji Inaba*, Michio Iwaoka* (†equal contribution)Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 5522–5526. DOI: 10.1002/anie.201701654
    Rapid Electrochemical Conversion of Thiol and Disulfide into Difluoro- and Trifluoromethyl Thioethers in a Microfluidic Reactor
    Kenta Arai*, Setsura Ueda, Sayaka TamuraCurr. Green Chem., 2017, 4, 137–143.
    Selenoglutathione Diselenide: Unique Redox Reactions in the GPx-Like Catalytic Cycle and Repairing of Disulfide Bonds in Scrambled Protein
    Shingo Shimodaira, Yuki Asano, Kenta Arai, Michio Iwaoka*Biochemistry, 2017, 56, 5644–5653.
    Glutathione Peroxidase-Like Activity of Amino-Substituted Water-Soluble Cyclic Selenides: A Shift of the Major Catalytic Cycle in Methanol
    Kenta Arai*, Ayako Tashiro, Yuui Osaka, Michio Iwaoka*Molecules, 2017, 22, 354. DOI: 10.3390/molecules22030354
    Non-bonded Selenium···Heteroatom Interactions in Selenoenzyme Glutathione Peroxidase and MimicsBOOK
    Michio Iwaoka*, Kenta AraiChapter 7 in Organoselenium Compounds in Biology and Medicine (RSC), 2017.
    20162 papers
    Alkyl chain modulated cytotoxicity and antioxidant activity of bioinspired amphiphilic selenolanes
    Prachi Verma, Amit Kunwar, Kenta Arai, Michio Iwaoka, K. Indira PriyadarsiniToxicol. Res., 2016, 5, 434–445.
    Tetrahydroselenophene. A Unique Structural Motif for Biochemical ApplicationsREVIEW
    Kenta Arai, Michio IwaokaCurr. Org. Chem., 2016, 20, 155–165. DOI: 10.2174/1385272819666150724233306
    20152 papers
    Fatty Acid Conjugates of Water-Soluble (±)-trans-Selenolane-3,4-diol: Effects of Alkyl Chain Length on the Antioxidant Capacity
    Michio Iwaoka, Nobukazu Sano, Ying-Yin Lin, Arisa Katakura, Masato Noguchi, Kohei Takahashi, Fumio Kumakura, Kenta Arai, Beena G. Singh, Amit Kunwar, K. Indira PriyadarsiniChemBioChem, 2015, 16, 1226–1234.
    Effects of Ring Size and Polar Functional Groups on the Glutathione Peroxidase-Like Antioxidant Activity of Water-Soluble Cyclic Selenides
    Kenta Arai, Fumio Kumakura, Motoi Takahira, Natsumi Sekiyama, Nozomi Kuroda, Toshiki Suzuki, Michio IwaokaJ. Org. Chem., 2015, 80, 5633–5642. DOI: 10.1021/acs.joc.5b00544
    20144 papers
    An Amphiphilic Selenide Catalyst Behaves Like a Hybrid Mimic of Protein Disulfide Isomerase and Glutathione Peroxidase 7BACK COVER
    Kenta Arai, Kenji Moriai, Akinobu Ogawa, Michio IwaokaChem. Asian J., 2014, 9, 3464–3471. DOI: 10.1002/asia.201402726
    Rapid Electrochemical Deprotection of the Isonicotinyloxycarbonyl Group from Carbonates and Thiocarbonates in a Microfluidic Reactor
    Kenta Arai, Thomas WirthOrg. Process Res. Dev., 2014, 18, 1377–1381.
    Difluoro- and Trifluoromethylation of Electron-deficient Alkenes in an Electrochemical Microreactor
    Kenta Arai, Kevin Watts, Thomas WirthChemistryOpen, 2014, 3, 23–28.
    Model Study Using Designed Selenopeptides on the Importance of the Catalytic Triad for the Antioxidative Functions of Glutathione Peroxidase
    Toshiki Takei, Yoshiko Urabe, Yuya Asahina, Hironobu Hojo, Takeshi Nomura, Kenichi Dedachi, Kenta Arai, Michio IwaokaJ. Phys. Chem. B, 2014, 118, 492–500.
    20133 papers
    Reinvestigation of the Oxidative Folding Pathways of Hen Egg White Lysozyme: Switching of the Major Pathways by Temperature Control
    Kenta Arai, Wataru Shibagaki, Reina Shinozaki, Michio IwaokaInt. J. Mol. Sci., 2013, 14, 13194–13212.
    A Water-Soluble Selenoxide Reagent as a Useful Probe for the Reactivity and Folding of Polythiol Peptides
    Kenta Arai, Masato Noguchi, Beena G. Singh, K. Indira Priyadarsini, Katsuhiko Fujio, Yurika Kubo, Kyoko Takayama, Setsuko Ando, Michio IwaokaFEBS Open Bio, 2013, 3, 55–64.
    From Sulfur to Selenium. A New Research Arena in Chemical Biology and Biological ChemistryREVIEW
    Michio Iwaoka, Kenta AraiCurr. Chem. Biol., 2013, 7, 2–24. DOI: 10.2174/2212796811307010002
    20121 paper
    Kinetic and Thermodynamic Analysis of the Conformational Folding Process of SS-Reduced Bovine Pancreatic Ribonuclease A Using a Selenoxide Reagent with High Oxidizing Ability
    Kenta Arai, Fumio Kumakura, Michio IwaokaFEBS Open Bio, 2012, 2, 60–70.
    20112 papers
    Antioxidative Glutathione Peroxidase Activity of Selenoglutathione
    Sari Yoshida, Fumio Kumakura, Itsuki Komatsu, Kenta Arai, Yuko Onuma, Hironobu Hojo*, Beena G. Singh, K. Indira Priyadarsini, Michio Iwaoka*Angew. Chem. Int. Ed., 2011, 50, 2125–2128.
    Rapid and Quantitative Disulfide Bond Formation for a Polypeptide Chain Using a Cyclic Selenoxide Reagent in an Aqueous MediumVIP · COVER
    Kenta Arai, Kenichi Dedachi, Michio Iwaoka*Chem. Eur. J., 2011, 17, 481–485. DOI: 10.1002/chem.201002742
    20101 paper
    Characterization of Kinetic and Thermodynamic Phases in the Pre-Folding Process of Bovine Pancreatic Ribonuclease A Coupled with Fast SS Formation and SS Reshuffling
    Kenta Arai, Fumio Kumakura, Michio IwaokaBiochemistry, 2010, 49, 10535–10542.

    05 — News

    ニュース

    論文発表・受賞・学会講演・研究室活動の記録(2014〜2026年、新しい順)。

    ALL PAPER TALK AWARD その他
    2026.10
    AWARD
    岩本駿平さん(M2)が、2027年度日本学術振興会特別研究員(DC1)に採用内定しました。おめでとうございます!
    2026.09
    AWARD
    李 秉栗くん(M1)がWSeS-13にてポスター賞(Chemistry Letters Young Researcher Award)を受賞しました。おめでとうございます!
    2026.02
    PAPER
    研究論文がJACS Auに掲載 — “Beyond Folding Enzymes: A Redox-Active ‘Solid Chaperone’ Unlocks Recyclable, HPLC-Free Oxidative Protein Folding” DOI: 10.1021/jacsau.5c01572
    2025.11
    PAPER
    共同研究論文がNature Cell Biologyに掲載 — “Ca2+-driven PDIA6 biomolecular condensation ensures proinsulin folding”(東北大学 奥村正樹先生らが主導された共同成果)DOI: 10.1038/s41556-025-01794-8
    2025.08
    PAPER
    共同研究論文がAngewandte Chemie International Editionに掲載 — “Metal-Responsive Up-Regulation of Bifunctional Disulfides for Suppressing Protein Misfolding and Promoting Oxidative Folding”(東京農工大学 村岡貴博先生が主導された共同成果)DOI: 10.1002/anie.202502187
    2025.06
    TALK
    国際シンポジウム「Frontiers of Chemical and Pharmaceutical Research」(東海大学)にて招待講演「Selenium Chemistry: A New Frontier in Protein Structural Control」
    2025.04
    その他
    卒業研究生(4年生)が6名加わりました(2025年度)
    2025.04
    その他
    東海大学 先進生命科学研究所 准教授に就任
    2025.03
    PAPER
    大学院生の学術論文がCommunications Chemistryに受理 — “Ca2+-triggered allosteric catalysts crosstalk with cellular redox system through their foldase- and reductase-like activities”(博士課程 三神瑠美さんが主導。東京農工大学 村岡貴博先生、東北大学 奥村正樹先生らとの共同成果)DOI: 10.1038/s42004-025-01466-6
    2025.01
    AWARD
    松前重義賞・学術部門(松前重義学術奨励賞)を受賞 — 研究テーマ「セレン化学を利用した蛋白質の構造制御技術の開発」
    2024.12
    PAPER
    紀要総説を発表 — 三神瑠美・荒井堅太「生体酵素が指し示す酸化的フォールディング触媒の設計指針」(東海大学先進生命科学研究所 2023年度紀要 8, 26–31)
    2024.11
    PAPER
    大学院生の学術論文がChemBioChemに受理 — “ER Oxidoreductin 1-Like Activity of Cyclic Diselenides Drives Protein Disulfide Isomerase in an Electron Relay System”(博士課程 三神瑠美さんが主導。東北大学 奥村正樹先生らとの共同成果)
    2024.11
    TALK
    Peptide Users Group 2024 Spring Symposium(Bio21 Molecular Science & Biotechnology Institute, メルボルン)にて基調講演「S-to-Se Substitution Strategy for Preparation of Insulin Superfamily Proteins」
    2024.07
    TALK
    2件の国際会議(WSeS-11、ISOCS-30)に参加し招待講演を行いました。三神瑠美さん(D2)はISOCS-30にてポスター発表
    2024.06
    PAPER
    共同研究成果がRSC Chemical Biologyに受理 — “Seleno-relaxin analogues: Effect of internal and external diselenide bonds on the foldability and a fibrosis-related factor of endometriotic stromal cells”(山梨大学医学部との共同成果)
    2024.06
    TALK
    メルボルン大学(オーストラリア)にて招待講義「Structural Control of Proteins by Utilizing Selenium Chemistry」
    2024.04
    AWARD
    三神瑠美さん(D1)が日本学術振興会(JSPS)特別研究員(DC2)に採用(2024年度より)
    2024.04
    その他
    卒業研究生(4年生)が6名加わりました(2024年度)
    2024.03
    TALK
    日本化学会第104春季年会(2024年3月18日〜21日、日本大学理工学部船橋キャンパス)にて学生が研究発表
    2023.12
    PAPER
    紀要総説を発表 — 佐藤有里・荒井堅太「インスリンスーパーファミリーに属するヒトリラキシン-2の生理機能と応用」(東海大学先進生命科学研究所 2022年度紀要 7, 1–6)
    2023.11
    AWARD
    第96回日本生化学大会(福岡)にて三神瑠美さん(D1)が優秀発表賞を受賞 — 発表タイトル「カルシウムイオンによって活性制御される酸化的タンパク質フォールディング触媒の開発と機能評価」
    2023.10
    PAPER
    我々の論文記事(DOI: 10.1039/D3NJ02646A)がNew Journal of Chemistryの表紙(Front cover)を飾りました — “Resin-supported cyclic telluride as a heterogeneous promoter of disulfide formation under solid–liquid biphasic conditions”(大学院生 西沢優也さん(M1)が主導)
    2023.10
    TALK
    第96回日本生化学大会(2023年10月31日〜11月2日、福岡国際会議場・マリンメッセ福岡B館)に参加し、三神瑠美さん(D1)が口頭発表
    2023.06
    TALK
    国際ミニシンポジウム「The Interface of Chalcogen Chemistry and Biology」(Se2023 satellite meeting)を東海大学湘南校舎で開催し、当研究室の学生が研究発表
    2023.06
    TALK
    国際会議Se2023(韓国・大田)にて招待講演「Allosteric selenopeptides as a model of selenoenzymes」
    2023.06
    PAPER
    村岡貴博先生(東京農工大)、奥村正樹先生(東北大)、金村真悟先生(関西学院大)との論文がChemical Scienceに受理 — “Semi-enzymatic acceleration of oxidative protein folding by N-methylated heteroaromatic thiols”(高橋莉奏さん(M1)がインスリンを用いた機能評価に参加)
    2023.06
    TALK
    東海大学 次世代研究創成拠点シンポジウム2023(株式会社島津製作所 東京イノベーションプラザメインホール)にて荒井講師が招待講演「典型元素戦略が拓く生命機能の拡張と強化の可能性」
    2023.04
    その他
    卒業研究生(4年生)が6名加わりました(2023年度)
    2023.03
    TALK
    日本化学会第103春季年会(2023年3月22日〜25日、東京理科大学野田キャンパス)にて学生が研究発表
    2023.02
    PAPER
    専門図書「Chalcogen Chemistry: Fundamentals and Applications」(RSC Publishing)の第25章を荒井講師が担当し寄稿 — “Small Organoselenium Catalysts as a Potential Manipulator for Redox Homeostasis and Proteostasis”
    2022.12
    PAPER
    研究論文がChemistry – A European JournalにHot Paperとして受理 — “Modeling Type-1 Iodothyronine Deiodinase with Peptide-Based Aliphatic Diselenides: Potential Role of Highly Conserved His and Cys Residues as a General Acid Catalyst” DOI: 10.1002/chem.202202387
    2022.12
    PAPER
    総説がMetallomics Researchに受理 — “Redox Chemistry of Selenols and Diselenides as Potential Manipulators for Structural Maturation of Peptides and Proteins”
    2022.10
    TALK
    ブラジルで開催された国際会議2件(10th Workshop of SeS Redox and Catalysis・ニテロイ/ICCST-15・フロリアノーポリス)に参加。WSeS-10では研究員の佐藤氏が発表、ICCST-15では荒井講師が招待講演
    2021.12
    TALK
    第17回 東海大学総合医学研究所研修会(2021年11月27日、東海大学伊勢原校舎)にて荒井が講演「セレン化学を利用したタンパク質の立体構造制御」。三神瑠美さん(M1)がショートプレゼンテーションアワードに選出
    2021.11
    その他
    大学院生の研究成果に関する記事が「東海大学キャンパスニュース」に掲載
    2021.10
    PAPER
    我々の論文記事(DOI: 10.1002/cbic.202100558)がChemBioChemの表紙(Front cover)を飾りました — “S-Denitrosylase-like Activity of Cyclic Diselenides Conjugated with Xaa-His Dipeptide: Role of Proline Spacer as a Key Activity Booster”
    2021.10
    PAPER
    当研究室の大学院生(M1:三神瑠美さん)の研究論文「S-Denitrosylase-like Activity of Cyclic Diselenides Conjugated with Xaa-His Dipeptide: Role of Proline Spacer as a Key Activity Booster」がChemBioChemに受理 DOI: 10.1002/cbic.202100394
    2021.10
    PAPER
    当研究室の研究成果をBiology(MDPI)に寄稿し受理 — “Abnormal Enhancement of Protein Disulfide Isomerase-like Activity of a Cyclic Diselenide Conjugated with a Basic Amino Acid by Inserting a Glycine Spacer”(M1:三神瑠美さん、塚越俊介さん)DOI: 10.3390/biology10111090
    2020.11
    PAPER
    研究論文がBioorganic & Medicinal Chemistryに受理 — “Glutathione peroxidase-like functions of 1,2-diselenane-4,5-diol and its amphiphilic derivatives: Switchable catalytic cycles depending on peroxide substrates” DOI: 10.1016/j.bmc.2020.115866
    2020.08
    PAPER
    我々の論文記事(DOI: 10.1002/asia.202000682)がChemistry – An Asian Journalの表紙を飾りました — “Basic Amino Acid Conjugates of 1,2-Diselenan-4-amine with Protein Disulfide Isomerase-like Functions as a Manipulator of Protein Quality Control”(Very Important Paperにも選出)
    2019.07
    PAPER
    我々の論文記事(DOI: 10.1002/chem.201902230)がChemistry – A European Journalの表紙(Cover)を飾りました — “Modeling Thioredoxin Reductase-like Activity Using Cyclic Selenenyl Sulfides: Participation of an NH...Se Hydrogen Bond through Stabilization of the Mixed Se–S Intermediate”
    2019.07
    PAPER
    我々の論文記事(DOI: 10.1039/C9CY00562E)がCatalysis Science & Technologyの裏表紙を飾りました — “Cyclic telluride reagents with remarkable glutathione peroxidase-like activity for purification-free synthesis of highly pure organodisulfides”
    2019.06
    PAPER
    研究論文がChemistry – A European Journalに受理 — “Modeling Thioredoxin Reductase-like Activity Using Cyclic Selenenyl Sulfides: Participation of an NH...Se Hydrogen Bond through Stabilization of the Mixed Se–S Intermediate”(IISc(インド)Govindasamy Mugesh教授との共同研究)
    2019.05
    TALK
    8th Workshop of the SeS Redox & Catalysis Network(WSeS-8, イタリア・ペルージャ, 2019年5月30日〜6月1日)にて荒井講師が招待講演「Synthesis and applications of water-soluble organochalcogen compounds as an oxidoreductase mimic」
    2019.05
    PAPER
    当研究室を卒業した大坂侑意さん・羽田将弘さん・佐藤友海さん(いずれも2019年3月卒業)が主導した研究論文がCatalysis Science & Technologyに受理 — “Cyclic telluride reagents with remarkable glutathione peroxidase-like activity for purification-free synthesis of highly pure organodisulfides” DOI: 10.1039/C9CY00562E
    2018.12
    PAPER
    インスリンのフォールディングに関する解説記事が薬学会誌「ファルマシア」に掲載 — 「インスリンの高次構造形成過程の解明-インスリン製剤の簡便な化学合成への展開」(2018年12月, 54, 1135–1139)
    2018.09
    TALK
    VII Meeting on Sulfur, Selenium and Tellurium & 7th Workshop of SeS Redox and Catalysis(ブラジル・サンタマリア, 2018年9月3日〜6日)にて招待講演「Bio-redox regulation by small molecular diselenide and selenenyl sulfide compounds」
    2018.05
    PAPER
    研究論文がCommunications Chemistry(Nature Research)に受理 — “Characterization and Optimization of Two-Chain Folding Pathways of Insulin via Native Chain Assembly”(荒井講師と岩岡道夫教授(東海大・理化)が主導した共同研究。北条裕信教授(阪大・蛋白研)、稲葉謙次教授(東北大・多元研)との共同研究によるものです)
    2018.03
    TALK
    第98回日本化学会年会 アジア国際シンポジウム 電気化学ディビジョン(日本大学船橋キャンパス)にて招待講演「Electrochemical Flow Synthesis Based on One-Electron Oxidation」
    2017.11
    TALK
    大阪大学蛋白質研究所セミナー「カルコゲン・ヘテロ元素を含む生体分子の化学」(2017年11月1日)にて荒井講師が招待講演「含セレン有機化合物によるタンパク質の酸化的フォールディング反応の制御」
    2017.10
    TALK
    第5回内分泌代謝懇話会(信州大学医学部, 2017年10月11日)にて荒井講師が招待講演「インスリンとセレノインスリンの全合成と生物活性」
    2017.07
    TALK
    Protein Society's 31st Annual Symposium(カナダ・モントリオール, 2017年7月24日)にて若手招待講演「Organoselenium compounds: A new class of an oxidative folding reagent」
    2017.04
    PAPER
    東海大学(理・化)、東北大学(多元研)、大阪大学(蛋白研)の3グループ共同研究成果がAngew. Chem. Int. Ed.に掲載 — “Preparation of Selenoinsulin as a Long-Lasting Insulin Analog” DOI: 10.1002/anie.201701654(医療NEWS・東海大学ホームページ・日経バイオテクONLINEなどのメディアでも紹介)
    2017.04
    PAPER
    「セレン原子が切り開く、インスリン化学合成と機能の向上を目指した新しい道筋」解説記事をacademist journalに公開(academist journal・日本語サイト)
    2017.03
    PAPER
    研究論文がMolecules(MDPI)に掲載 — “Glutathione Peroxidase-Like Activity of Amino-Substituted Water-Soluble Cyclic Selenides: A Shift of the Major Catalytic Cycle in Methanol”(岩岡道夫教授(理学部化学科)との共同研究)DOI: 10.3390/molecules22030354
    2017.02
    その他
    荒井堅太助教がCurrent Green Chemistry(Bentham Science Publishers)の編集委員に選出されました
    2016.05
    AWARD
    5th Workshop of SeS Redox and Catalysis(WSeS-5, 平塚)にてBentham Current Green Chemistry Award(ポスター賞)を受賞 — 発表タイトル「Novel selenium-containing cyclic compounds as an oxidative protein folding reagent」
    2016.05
    その他
    5th Workshop of SeS Redox and Catalysis(WSeS-5)を東海大学18号館サイエンスフォーラムで開催(2016年5月21日)
    2015.10
    PAPER
    研究論文がJournal of Organic Chemistryに掲載 — “Effects of Ring Size and Polar Functional Groups on the Glutathione Peroxidase-Like Antioxidant Activity of Water-Soluble Cyclic Selenides”(岩岡道夫教授との共同研究)DOI: 10.1021/acs.joc.5b00544
    2015.10
    PAPER
    研究論文がChemistry – An Asian Journalに掲載され、本誌の背表紙絵に採択 — “An Amphiphilic Selenide Catalyst Behaves Like a Hybrid Mimic of Protein Disulfide Isomerase and Glutathione Peroxidase 7”
    2015
    その他
    研究室ホームページを開設
    2014.04
    その他
    2014年4月より荒井研究室がスタートしました

    06 — Gallery

    研究室の日常(Lab Life)

    論文誌表紙(Journal Covers)・実験室・活動写真(Lab Life)を収録しています。

    07 — Access

    アクセス・連絡先

    東海大学 先進生命科学研究所 荒井堅太研究室(湘南キャンパス)

    Address
    東海大学 先進生命科学研究所(荒井堅太研究室)
    〒259-1292 神奈川県平塚市北金目4-1-1
    東海大学 湘南キャンパス
    (兼任先:理学部 化学科)
    Office:先進生命科学研究所(3階 第6研究室)
    Contact
    TEL 0463-58-1211(代)
    内線 3483
    直通 +81-463-63-4707
    FAX 0463-50-2094
    E-mail ak5638@tokai.ac.jp