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疾病関連タンパクを標的選択的に分解する光感受性分子の創製と応用

Research Project

Project/Area Number 10J05423
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Living organism molecular science
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

谷本 周穂  慶應義塾大学, 理工学部, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2010 – 2012
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2012: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2010: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywordsタンパク / 糖鎖 / ベロ毒素 / 光分解 / ポルフィリン / グロボトリオース / 光線力学療法 / フラーレン / HIV-1プロテアーゼ / HIV / 抗ウィルス薬 / エイズ / 酵素阻害 / ウィルス増殖抑制
Research Abstract

申請者は、腸管出血性大腸菌が産生するベロ毒素を選択的に光分解し、その毒性を中和する光感受性生体機能分子の化学合成及び活性評価を行った。すなわち、ベロ毒素が認識するリガンドであるグロボトリオース(Gb3)糖鎖とタンパクを光分解する性質を有するポルフィリン誘導体を、リンカーを介して結合したポルフィリン-Gb3ハイブリッドを合成し、そのタンパク光分解活性及びベロ毒素に対する中和活性を評価した。まず、1つのポルフィリン骨格に対して1つのGb3を有する1,2つのGb3をcis配置で有する2,2つのGb3をtrans配置で有する3,3つのGb3を有する4,及び4つのGb3を有する5の合計5種類のハイブリッドをそれぞれ合成した。次に、合成した1のベロ毒素に対する光分解活性を、SDS-PAGE法及びMALDI-TOF MSを用いて評価した。その結果、1がウシ血清アルブミンや鶏卵リゾチウムといった他のタンパクを光分解せず、ベロ毒素を選択的に光分解することを見出した。さらに、ウェスタンブロット法により1-5のベロ毒素光分解活性について詳細な解析を行った結果、1-5のベロ毒素に対する光分解活性の序列は、活性の高い順に2>1≒5>3≒4であることを見出した。さらに、ベロ細胞を用いて1-5のベロ毒素に対する中和活性を評価した。その結果、1-5は光非照射条件においてもベロ毒素の毒性を中和することを明らかにした。
さらに、1-5をベロ毒素に作用させた上で光照射を行ない、ベロ毒素を光分解することで、1-5の中和活性が光非照射時よりも6倍~30倍向上することを見出した。また、その序列は中和活性の高い順に2>1≒5>3≒4であった。すなわち、光照射条件において1-5のベロ毒素中和活性とベロ毒素光分解活性の間には相関性が有ることを見出し、タンパク機能の制御に対する光分解というコンセプトの有効性を実証した。

Report

(3 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2013 2012 2011 2010 Other

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (7 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Photodegradation and inhibition of drug-resistant influenza virus neuraminidase using anthraquinone-sialic acid hybrids2013

    • Author(s)
      青木優介、谷本周穂、高橋大介、戸嶋一敦
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 49 Issue: 12 Pages: 1169-1171

    • DOI

      10.1039/c2cc38742e

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Chemical methods for degradation of target proteins using designed light-activatable organic molecules2012

    • Author(s)
      谷本周穂、高橋大介、戸崎一敦
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 48 Issue: 62 Pages: 7569-7671

    • DOI

      10.1039/c2cc30831b

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Creation of Novel Biofunctional Molecules for Target-Selective Photodegradation of Proteins and Carbohydrates: A Synthetic and Chemical Biological Study for the Post-Genome Era2012

    • Author(s)
      戸嶋一敦、高橋大介、谷本周穂
    • Journal Title

      Journal of Synthetic Organic Chemistry, Japan

      Volume: 70 Issue: 11 Pages: 1187-1195

    • DOI

      10.5059/yukigoseikyokaishi.70.1187

    • NAID

      10031131198

    • ISSN
      0037-9980, 1883-6526
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] エイズの原因物質を光で狙い撃ち=光感受性分子標的薬の開発基礎研究=2012

    • Author(s)
      谷本周穂、高橋大介、戸嶋一敦
    • Journal Title

      光アライアンス

      Volume: 23 Pages: 50-53

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Journal Article] Target-selective photodegradation of HIV-1 protease and inhibition of HIV-1 replication in living cells by designed fullerene-sugar hybrids2012

    • Author(s)
      谷本周穂
    • Journal Title

      Chemistry-An Asian Journal

      Volume: (掲載確定) Issue: 5 Pages: 911-914

    • DOI

      10.1002/asia.201101043

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Molecular design, chemical synthesis, and biological evaluation of agents that selectively photo-degrade the transcription factor estrogen receptor-α2011

    • Author(s)
      津村加奈
    • Journal Title

      Organic & biomolecular Chemistry

      Volume: 9 Issue: 18 Pages: 6537-6366

    • DOI

      10.1039/c1ob05629h

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Photo-degradation of Amyloid beta by a Designed Fullerene-sugar Hybrid2010

    • Author(s)
      石田泰則
    • Journal Title

      Med Chem Comm

      Volume: 1 Pages: 212-215

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ポルフィリンーグロボトリオース(Gb3)ハイブリッドによる大腸菌O157 ベロ毒素の選択的光分解2013

    • Author(s)
      大河内敦、谷本周穂、高橋大介、戸嶋一敦
    • Organizer
      日本化学会第93春季年会
    • Place of Presentation
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス(草津市)
    • Year and Date
      2013-03-25
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] フラーレン誘導体によるHIV-1プロテアーゼの選択的光分解とウィルス増殖抑制効果2012

    • Author(s)
      谷本周穂
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学矢上キャンパス(神奈川)
    • Year and Date
      2012-03-26
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Photo-degradation of Proteins by Fullerene Derivatives2011

    • Author(s)
      谷本周穂
    • Organizer
      The 8th AFMC International Medicinal Chemistry Symposium
    • Place of Presentation
      京王プラザホテル(東京/新宿)
    • Year and Date
      2011-12-01
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] フラーレン誘導体によるHIV-1プロテアーゼの選択的光分解とHIV-1増殖抑制効果2011

    • Author(s)
      谷本周穂
    • Organizer
      日本ケミカルバイオロジー学会第6回年会
    • Place of Presentation
      東京工業大学大岡山キャンパス(東京)
    • Year and Date
      2011-05-23
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] HIV-1プロテアーゼを選択的に光分解する人工生体機能分子の創製2011

    • Author(s)
      谷本周穂
    • Organizer
      日本化学会第91春季年会
    • Place of Presentation
      神奈川大学横浜キャンパス
    • Year and Date
      2011-03-27
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of HIV-1 Protease-selective Photo-degrading molecules2010

    • Author(s)
      谷本周穂
    • Organizer
      2010 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem2010)
    • Place of Presentation
      Kamehameha Halls II and III (Convention Center), Honolulu, Hawaii, USA
    • Year and Date
      2010-12-19
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] HIV-1プロテアーゼを選択的に光分解するフラーレン-糖ハイブリッド分子の有機合成化学的創製2010

    • Author(s)
      谷本周穂
    • Organizer
      第59回有機合成化学協会関東支部シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京農工大学小金井キャンパス
    • Year and Date
      2010-05-22
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Remarks] 本研究の研究成果が日刊工業新聞(2012年1月12日1面)に掲載された。

    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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Published: 2010-12-03   Modified: 2024-03-26  

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