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非タンパク主鎖骨格ペプチドを合成可能な改変型リボソームの創製

Research Project

Project/Area Number 14J09520
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Bio-related chemistry
Research InstitutionNagoya University (2015)
The University of Tokyo (2014)

Principal Investigator

藤野 公茂  名古屋大学, 工学研究科, 助教

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords翻訳系 / リボソーム / 非タンパク質性アミノ酸 / ペプチド / 翻訳
Outline of Annual Research Achievements

翻訳反応の中心的役割を果たすリボソームは、多くの非タンパク質性アミノ酸を許容できることが近年明らかになってきた。しかし一方で、D体アミノ酸、β-アミノ酸、N-メチルアミノ酸などの、特殊な主鎖骨格を持つ非タンパク質性アミノ酸については、導入に大きな制限が存在する。そこで本研究では、『主鎖骨格が特殊な非タンパク質性アミノ酸を自由に導入可能な改変型リボソームの開発』を目的とした。巨大分子であるリボソームは、構造を予測して改変を行うことが難しいため、活性中心の近傍にランダム変異を加えたリボソームのライブラリから実験操作によって目的のリボソームを選択するという方法を用いることを計画した。
平成26年度には、変異リボソームのライブラリ作製を完了し、目的の改変リボソームのみを、選択的に回収する条件の探索を行った。さらに本年、平成27年度には、実際に非タンパク質性アミノ酸を導入可能な改変リボソームの選択を行い、得られたリボソームの配列解析を行った。その結果、得られたリボソームはほとんど野生型であることが明らかになった。現状の方法では、ライブラリから変異リボソームの選択と増幅を繰り返し行うため、増幅されやすい野生型リボソームの割合が徐々に増加してしまったと考えられる。そこで今後は、増幅の過程を経ないで配列解析を行うことにより、解決が可能であると考えている。
また、野生型リボソームによるβ-アミノ酸の導入についての詳細な解析も並行して続けた。その結果、翻訳に利用可能な多くのβ-アミノ酸が同定された一方、導入できないアミノ酸の存在も明らかになった。さらに、複数個のβ-アミノ酸を連続的に導入できないという、大きな制限についても明らかにした(J. Am. Chem. Soc., 2016)。この結果は、改変リボソームを開発するという本研究の必要性を示すものである。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2016 2015 2014

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Ribosomal synthesis of peptides with multiple beta-amino acids2016

    • Author(s)
      Fujino, T. Goto, Y. Suga, H. Murakami, H.
    • Journal Title

      J Am Chem Soc

      Volume: 138 Issue: 6 Pages: 1962-1969

    • DOI

      10.1021/jacs.5b12482

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] In Vitro Selection Combined with Ribosomal Translation Containing Non-proteinogenic Amino Acids2016

    • Author(s)
      Tomoshige Fujino and Hiroshi Murakami
    • Journal Title

      The Chemical Record

      Volume: 16 Issue: 1 Pages: 365-377

    • DOI

      10.1002/tcr.201500239

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] アミノアシルtRNA合成リボザイムの最小RNA基質2015

    • Author(s)
      藤野公茂, 近藤太志, 長江慶人, 早崎あゆみ, 村上裕
    • Organizer
      BMB2015
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2015-12-01
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] リボザイムによってアシル化される最小RNA基質の探索2015

    • Author(s)
      藤野公茂, 近藤太志, 長江慶人, 早崎あゆみ, 村上裕
    • Organizer
      第9回バイオ関連化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      熊本
    • Year and Date
      2015-09-10
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 無細胞翻訳系による複数のβ-アミノ酸のペプチドへの導入2014

    • Author(s)
      藤野公茂、村上裕
    • Organizer
      第87回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      京都(京都市、国立京都国際会館)
    • Year and Date
      2014-10-15 – 2014-10-18
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 複数個のβ-アミノ酸を含むペプチドの翻訳合成2014

    • Author(s)
      藤野公茂、村上裕
    • Organizer
      第8回バイオ関連化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      岡山(岡山市、岡山大学津島キャンパス)
    • Year and Date
      2014-09-11 – 2014-09-13
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

URL: 

Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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