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呼吸鎖複合体-Iの1分子計測を目指したプローブ分子の創製と特異的化学修飾法の確立

Research Project

Project/Area Number 15J02243
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Bioorganic chemistry
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

桝谷 貴洋  京都大学, 農学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsミトコンドリア / 複合体-I / トシル化学 / クリックケミストリー
Outline of Annual Research Achievements

申請者は昨年度に、AL1やAL2を用いてミトコンドリア複合体-Iのユビキノン結合ポケットの最深部を構成する49 kDaサブユニットのAsp160(49 kDa-Asp160)を特異的に化学修飾する方法論を確立した。この49 kDa-Asp160に関して、QM/MM分子動力学シミュレーションを用いた海外の研究グループにより、複合体-Iの構造変化にきわめて重要なアミノ酸残基であることが示唆されていた。そこで、複合体-Iの反応における49 kDa-Asp160の役割について精査することにした。具体的にはタグとしてメチル基を有するALMを合成し、49 kDa-Asp160を特異的にメチル化(メチルエステル化)することで、49 kDa-Asp160の役割について調べた。その結果、、49 kDa-Asp160のメチル化は、キノン結合ポケットの構造にほとんど影響を及ぼさないことが明らかになった。以上の成果をアメリカ化学会Biochemistry誌で報告した。
また、昨年度、AL2を用いた1次タグである末端アジドの導入と、2次タグであるTAMRA-DIBOの導入を行う際に、TAMRA-DIBOが末端アジドが導入されていないアミノ酸残基と非特異的に反応するといったことが課題となっていた。この問題を解決するため、近年注目を集めているinverse electron-demand Diels-Alder反応(IED-DA)を用いて化学修飾を行うことを目指した。そこで新たにIED-DAを行うために1次タグとしてシクロプロペンを持つAL3を合成し、蛍光基BODIPYをもつテトラジンを2次タグとして用いて化学修飾を行った。その結果、非特異的な2次タグの反応を極力減らすことに成功した。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2017 2016 2015

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Characterization of the reaction of decoupling ubiquinone with bovine mitochondrial respiratory complex I2016

    • Author(s)
      Masuya, T., Okuda, K., Murai, M. and Miyoshi, H.
    • Journal Title

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      Volume: 80 Issue: 8 Pages: 1463-1469

    • DOI

      10.1080/09168451.2016.1179095

    • Related Report
      2016 Annual Research Report 2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Specific methylation of Asp160 (49 kDa subunit) located inside the quinone binding cavity of bovine mitochondrial complex I2016

    • Author(s)
      Murai, M., Inaoka, H., Masuya, T., Aburaya, S., Aoki, W. and Miyoshi, H.
    • Journal Title

      Biochemistry

      Volume: 55 Pages: 3189-3197

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ミトコンドリア呼吸鎖複合体-Iの位置特異的化学修飾2017

    • Author(s)
      桝谷貴洋、村井正俊、三芳秀人
    • Organizer
      日本農芸化学会2017年度大会
    • Place of Presentation
      京都女子大学
    • Year and Date
      2017-03-17
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] トシル化学によるミトコンドリア複合体-Iのユビキノン結合部位の特異的メチル化2017

    • Author(s)
      桝谷貴洋、稲岡宏幸、村井正俊、三芳秀人
    • Organizer
      第42回日本農薬学会大会
    • Place of Presentation
      愛媛大学
    • Year and Date
      2017-03-06
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] ミトコンドリア呼吸鎖複合体-Iの位置特異的化学修飾2016

    • Author(s)
      桝谷貴洋、村井正俊、稲岡宏幸、三芳秀人
    • Organizer
      日本生体エネルギー研究会
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学
    • Year and Date
      2016-12-19
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Site-specific chemical modifications of the quinone binding cavity of bovine heart mitochondrial complex I2016

    • Author(s)
      Masuya, T., Murai, M., Inaoka, H. and Miyoshi, H.
    • Organizer
      The 19th European Bioenergetics Conference
    • Place of Presentation
      Riva del Gardaz (Italy)
    • Year and Date
      2016-06-02
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] トシル化学によるミトコンドリア複合体-Iのユビキノン結合部位の特異的メチル化2016

    • Author(s)
      稲岡宏幸、村井正俊、桝谷貴洋、油屋駿介、青木航、三芳秀人
    • Organizer
      日本農芸化学会2016年度大会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター
    • Year and Date
      2016-03-27
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] ミトコンドリア複合体-Iによる合成ユビキノンQTの還元はプロトン輸送と共役しない2016

    • Author(s)
      桝谷貴洋、奥田健司、村井正俊、三芳秀人
    • Organizer
      第41回日本農薬学会大会
    • Place of Presentation
      島根大学
    • Year and Date
      2016-03-17
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] ミトコンドリア複合体-Iのピンポイント化学修飾2015

    • Author(s)
      桝谷貴洋、村井正俊、森坂裕信、三芳秀人
    • Organizer
      第30回農薬デザイン研究会
    • Place of Presentation
      メルパルク京都
    • Year and Date
      2015-11-12
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

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Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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