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発光酵素変異体を用いた迅速高感度な薬剤探索法の開発

Research Project

Project/Area Number 12J40072
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Biofunction/Bioprocess
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

大室 有紀  東京工業大学, 特別研究員(RPD)

Project Period (FY) 2013 – 2015-03-31
Project Status Declined (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥2,760,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywords蛋白質間相互作用検出系 / ホタルルシフェラーゼ / 薬剤探索
Research Abstract

蛋白質間相互作用検出系は、創薬・診断など幅広い分野で応用可能な重要技術である。私達は、ホタルルシフェラーゼ(Fluc)を応用して、新規蛋白質相互作用検出系FlimPIAを構築した。FIucの発光反応は、アデニル化反応とその後に続く酸化的発光反応の2段階に大別できる。FIimPIAでは、アデニル化反応はほぼ正常で、酸化的発光反応が非常に遅いFluc変異体(ドナー)と、逆にアデニル化反応が遅く、酸化的発光反応がほぼ正常な変異体(アクセプタ)を作製し、利用している。当該年度は、FIimPIAの改良を行った。
Flucはアデニル化反応から酸化的発光反応に移る際、その構造を変化させる。アクセプタを酸化的発光反応構造に、化学修飾、またはジスフィルド結合で固定した。FlimPIAにおいて最も問題となる、やや高いバックグラウンド発光は、アクセプタの残存アデニル化活性によるため、この改良によりバックグラウンド発光が著しく抑制された。その結果、シグナル/バックグラウンド比が従来のFlimPIAと比較して、約3倍、高くなり、抗炎症剤・抗癌剤であるrapamycinの検出感度が、従来のFlimPIAの約16倍に、蛋白質間相互作用検出系の汎用法であるProtein-fragment Complementation Assay (PCA)の約10倍に向上した。この改良により、薬剤探索の感度・効率を著しく向上できたと考える。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

まだ薬剤探索は行っていないが、当該年度に成功したFlimPLAの改良は、今後の薬剤探索の効率著しく向上させるものであるため。

Strategy for Future Research Activity

現在さらに、反応条件の最適化、及び、細胞内でより高い発光値を示すFluc変異体の取得ができつつある。また、実用化に向けての企業との共同研究を始め、蛋白質間相互作用検出系としてFlimPIA臨が確立するのが間近となった。
早急にFlimPLAを確立し、ペプチドライブラリーからの薬剤探索を行う。

Report

(1 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (10 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Improved protein-protein interaction assay FlimPIA by the entrapment of luciferase conformation2014

    • Author(s)
      Yuki Ohmuro-Matsuyama, Yuko Hara, and Hiroshi Ueda
    • Journal Title

      Analytical Chemistry

      Volume: (印刷中) Issue: 4 Pages: 2013-2018

    • DOI

      10.1021/ac403065v

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ホタル発光酵素の反応機構を利用したタンパク質間相互作用検出系の開発2014

    • Author(s)
      大室 有、上田 宏
    • Journal Title

      バイオサイエンスとインダストリー

      Volume: (印刷中)

    • NAID

      40020020640

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Journal Article] A protein-protein interaction assay based on the functional complementa tion of mutant firefly luciferase.2013

    • Author(s)
      Yuki Ohmuro-Matsuyama, Kota Nakano, Aoi Kimura, Keiichi Ayabe and Hiroshi Ueda
    • Journal Title

      Analytieal Chemistry

      Volume: 85 Issue: 16 Pages: 7935-7940

    • DOI

      10.1021/ac4016825

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ヒンジ領域への変異導入による新規蛋白間相互作用検出系FlimPIAの検出感度向上2014

    • Author(s)
      山下 貴宏、栗原 誠、大室 有紀、上田 宏
    • Organizer
      化学工学会
    • Place of Presentation
      岐阜大学
    • Year and Date
      2014-03-20
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 発光酵素の反応構造固定による新規相互作用検出系の応答性向上2014

    • Author(s)
      上田 宏、原 裕子、大室 有紀
    • Organizer
      化学工学会
    • Place of Presentation
      岐阜大学
    • Year and Date
      2014-03-18
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Improved sensitivity of a novel protein-protein interaction assay, FlimPIA, by mutagenesis of Ser440 in firefly luciferase2013

    • Author(s)
      山下 貴宏、大室(松山) 有紀、上田 宏
    • Organizer
      日本分子生物学会
    • Place of Presentation
      神戸国際展示場
    • Year and Date
      2013-12-05
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 反応条件最適化による新規蛋白質間相互作用発光検出系FlimPIAの感度向上2013

    • Author(s)
      大室 有紀、上田 宏
    • Organizer
      日本分子生物学会
    • Place of Presentation
      神戸国際展示場
    • Year and Date
      2013-12-03
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 発光甲虫ルシフェラーゼの反応機構を利用した蛋白質間相互作用検出系の構築2013

    • Author(s)
      大室 有紀、山下 貴宏、栗原 誠、上田 宏
    • Organizer
      生物発光化学発光研究会
    • Place of Presentation
      東京工業大学蔵前会館
    • Year and Date
      2013-11-02
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 新規蛋白質間相互作用検出系(FlimPIA法)の新規変異導入による検出感度向上2013

    • Author(s)
      山下 貴宏、大室(松山) 有紀、上田 宏
    • Organizer
      生物発光化学発光研究会
    • Place of Presentation
      東京大学山上会館
    • Year and Date
      2013-11-02
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 精製ホタル発光酵素断片を用いたprotein-fragment complementation assay (PCA)の構築2013

    • Author(s)
      鍾 蝉伊、大室(松山) 有紀、上田 宏
    • Organizer
      生物発光化学発光研究会
    • Place of Presentation
      東京大学山上会館
    • Year and Date
      2013-11-02
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 新規変異体ホタルルシフェラーゼによる相互作用検出の感度上昇2013

    • Author(s)
      山下 貴宏、大室(松山) 有紀、上田 宏
    • Organizer
      酵素工学研究会
    • Place of Presentation
      東京大学山上会館
    • Year and Date
      2013-10-25
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Robust Protein-protein Interaction Detection by the Complementation of Luciferase Half-reactions.2013

    • Author(s)
      Yuki Ohmuro-Matsuyama, Chung Chan-I, Kota Nakano, Aoi Kimura, Yuko Hara, Takahiro Yamashita, Keiichi Ayabe, Masaki Ihara, Takeshi Wada, and Hiroshi Ueda
    • Organizer
      Enzyme Engineering XII
    • Place of Presentation
      富山国際会議場
    • Year and Date
      2013-09-24
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 新規蛋白質間相互作用検出系FlimPIAと従来法との比較2013

    • Author(s)
      大室 有紀、鍾 蝉伊、原 裕子、上田 宏
    • Organizer
      日本生物工学会
    • Place of Presentation
      広島国際会議場
    • Year and Date
      2013-09-19
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.ueda.res.titech.ac.jp/

    • Related Report
      2013 Annual Research Report

URL: 

Published: 2014-01-29   Modified: 2024-03-26  

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