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触媒的タンパク質ラベル化法を利用したタンパク質間相互作用の網羅的解析法の開発

Research Project

Project/Area Number 17J09635
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Bio-related chemistry
Research InstitutionNagoya University (2019)
Kyoto University (2017-2018)

Principal Investigator

天池 一真  名古屋大学, 理学研究科, 特任助教

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥11,700,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2017: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Keywords生細胞有機化学 / タンパク質ラベル化 / 触媒反応
Outline of Annual Research Achievements

本研究では細胞内におけるタンパク質間相互作用(PPI)の網羅的な解析を可能とする新規触媒的タンパク質ラベル化反応の開発を目指す。また開発した反応を用いて細胞内におけるPPIの網羅的解析法を確立し、シャペロンやキナーゼに対して適用することで、これらのタンパク質が関与する相互作用ネットワークを明らかにする。
これまで、触媒的タンパク質ラベル化反応は、DMAP触媒とチオエステル、もしくはピリジニウムオキシム触媒とN-アシル-N-アルキルスルホンアミドを用いた触媒的アシル化反応を用いていた。しかし、これらで用いるアシル化剤は潜在的に求電子性を持っているため、非特異反応(触媒による活性化プロセスを経ない反応、つまり目的のタンパク質以外と反応)が進行してしまうため、抜本的な反応形式の変換に迫られている。
今年度は遷移金属触媒を用いて、酸化還元反応により求電子性をスイッチングするアプローチで、触媒的タンパク質ラベル化を試みた。炭酸脱水酵素(CA)を用いて、テストチューブ中にて種々の金属触媒及び反応剤の検討をおこなった。金属触媒に関しては、中心金属をイリジウムとし、配位子は二座窒素系配位子よりも、ホスフィン系配位子、特に二座ホスフィンを用いた際に最も効率的にラベル化が進行した。また反応剤に関しては1-アジド-2-フルオロメチルベンゼンが最も効率良くラベル化が進行し、かつ非特異反応が軽減されることがわかった。続いて最適化された条件を元に、生細胞上に発現している内在CAに対して検討をおこなったところ、細胞表層のCAに対しては選択的にラベル化が進行するものの細胞内CAに対しては反応が進行しなかった。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2019 2018 2017

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Affinity-guided oxime chemistry for selective protein acylation in live tissue systems2017

    • Author(s)
      Tomonori Tamura, Zhining Song, Kazuma Amaike, Shin Lee, Sifei Yin, Shigeki Kiyonaka, Itaru Hamachi*
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 139 Issue: 40 Pages: 14181-14191

    • DOI

      10.1021/jacs.7b07339

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Recognition-driven chemical labeling of endogenous proteins in multi-molecular crowding live cells2017

    • Author(s)
      Kazuma Amaike, Tomonori Tamura, Itaru Hamachi*
    • Journal Title

      Chemical Communications, Feature Article

      Volume: 53 Issue: 88 Pages: 11972-11983

    • DOI

      10.1039/c7cc07177a

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 細胞および脳組織における内在性タンパク質の固定化駆動型アフィニティーラベリング2019

    • Author(s)
      天池一真、山上禎俊、西川雄貴、後藤大輝、清中茂樹、浜地格
    • Organizer
      日本化学会第99春季年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Whole body imaging を指向した固定化剤駆動型のタンパク質可視化法2018

    • Author(s)
      天池一真、山上禎俊、西川雄貴、清中茂樹、浜地格
    • Organizer
      日本ケミカルバイオロジー学会第13回年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] オキシム触媒・NASA型アシルドナーを用いた新規affinity-guided protein labeling2017

    • Author(s)
      天池一真、宋智凝、李伸、田村朋則、浜地格
    • Organizer
      日本ケミカルバイオロジー学会第12回年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Affinity-guided oxime chemistry for selective protein labeling in brain slices2017

    • Author(s)
      Kazuma Amaike, Zhining Song, Shin Lee, Tomonori Tamura, Itaru Hamachi
    • Organizer
      ISBC2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

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Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

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