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Comprehensive screening of drug-binding proteins using a detection method for their interactions based on chemical reactions between reactive peptide tags

Research Project

Project/Area Number 18K05348
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 37030:Chemical biology-related
Research InstitutionGunma University

Principal Investigator

Takahashi Tsuyoshi  群馬大学, 大学院理工学府, 准教授 (90345380)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2020: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2019: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Keywordsオフターゲットタンパク質 / ドラッグ・リポジショニング / βラクタマーゼ / NanoLucルシフェラーゼ / 薬剤ータンパク質間相互作用
Outline of Final Research Achievements

In the present study, IDNCL-ER, a detection system for ligand-protein interactions, has been improved to discover the proteins that bind to drugs and drug candidates. To this purpose, we employed β-lactamase, which is known as an enzyme to break β-lactam ring, as a reporter enzyme. A split intein, which can self-catalyze protein trans-splicing (PTS) reaction, was also employed to develop the detection method. In the detection method, a synthetic ligand such as atorvastatin, a known cholesterol-lowering drug, was conjugated with the short peptide tag containing the C-terminal sequences of split intein and β-lactamase. When the synthetic ligand binds to a target protein, PDE6D, bearing N-terminal sequences β-lactamase and split intein, PTS reaction occurs and active β-lactamase is generated. Using this method, we have assessed the interactions between atorvastatin and PDE6D in vitro, and in E. coli.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、薬剤などの化合物に結合するタンパク質を網羅的に探索する方法を開発する基礎的研究である。開発した方法を用いて、特定の薬剤に結合するオフターゲットタンパク質の探索が可能となれば、副作用などの原因の解明に繋がる可能性が期待できる。それにより、副作用を低減する薬剤開発なども進展すると期待できる。このように本研究は、学術的かつ社会的に意義のある研究であると考えられる。

Report

(5 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2022 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (18 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Detecting ligand?protein interactions inside cells using reactive peptide tags and split luciferase2021

    • Author(s)
      Takahashi Tsuyoshi、Hagiwara Hiroaki
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 57 Issue: 77 Pages: 9906-9909

    • DOI

      10.1039/d1cc03556h

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Activation of Protease and Luciferase Using Engineered Nostoc punctiforme PCC73102 DnaE Intein with Altered Split Position2020

    • Author(s)
      Kawase Misaki、Fujioka Meiko、Takahashi Tsuyoshi
    • Journal Title

      ChemBioChem

      Volume: 22 Issue: 3 Pages: 577-584

    • DOI

      10.1002/cbic.202000609

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Generation of Active Protease Depending on Peptide-Protein Interactions Using Interaction-Dependent Native Chemical Ligation and Protein Trans-Splicing2019

    • Author(s)
      Tsuyoshi Takahashi
    • Journal Title

      Bull. Chem. Soc. Jpn.

      Volume: 92 Issue: 10 Pages: 1767-1772

    • DOI

      10.1246/bcsj.20190159

    • NAID

      130007728636

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 反応性タグを用いた相互作用検出系による翻訳後修飾ペプチドとSkp1-Fboxタンパク質複合体との相互作用の検出2022

    • Author(s)
      巻本亜樹、高橋剛
    • Organizer
      日本化学会第102春季年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 分割インテインとカナマイシンキナーゼの再構成を利用したペプチド-タンパク質間相互作用の大腸菌内での検出2022

    • Author(s)
      渡辺雄太郎、高橋剛
    • Organizer
      日本化学会第102春季年会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 合成化合物-タンパク質間相互作用に依存したβラクタマーゼ生成系の構築2021

    • Author(s)
      萩原弘顕、岩渕泰世、藤井絵里帆、高橋剛
    • Organizer
      第15回バイオ関連化学シンポジウム
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Construction of curculary permutated soybean peroxidase2021

    • Author(s)
      岩渕泰世、高橋剛
    • Organizer
      58th Japanese Peptide Symposium
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 分割型大豆由来ペルオキシダーゼと分割型インテイン融合体の構築2021

    • Author(s)
      岩渕泰世、高橋剛
    • Organizer
      日本化学会第101春季年会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] インテインタグを用いた合成化合物-タンパク質間相互作用の検出2021

    • Author(s)
      高橋剛
    • Organizer
      日本化学会第101春季年会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 合成化合物-タンパク質間相互作用に依存したβラクタマーゼ生成系の構築2021

    • Author(s)
      萩原弘顕、藤井絵里帆、石川佳歩、高橋剛
    • Organizer
      日本化学会第101春季年会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 反応性ペプチドタグを用いた合成化合物-タンパク質間相互作用の酵素活性による検出2020

    • Author(s)
      高橋剛
    • Organizer
      第14回バイオ関連化学シンポジウム
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Detection of ligand-protein interactions using reactive peptide and/or intein tags capable of activating reporter enzymes2020

    • Author(s)
      高橋剛、萩原弘顕
    • Organizer
      第57回ペプチド討論会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] リガンド-タンパク質間相互作用に依存したタンパク質スプライシングを利 用した活性型酵素生成系の構築2020

    • Author(s)
      萩原弘顕、高橋剛
    • Organizer
      日本化学会第100春季年会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] ペプチドタグ間のライゲーションとNanoLucレポーターを用いた合成化合物-タンパク質相互作用の細胞内検出2020

    • Author(s)
      高橋剛、萩原弘顕
    • Organizer
      日本化学会第100春季年会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] ペプチドタグの連結とNanoLuc 再構成を利用したアトルバスタチンータ ンパク質間相互作用の検出2019

    • Author(s)
      萩原弘顕、藤岡芽生子、高橋剛
    • Organizer
      第13回バイオ関連化学シンポジウム
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 人工分割インテインの相補的反応を用いたNanoLucルシフェラーゼ生成システムの構築2019

    • Author(s)
      高橋剛
    • Organizer
      第13回バイオ関連化学シンポジウム
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] ライゲーション反応とレポーター酵素再構成を利用したリガンド-タンパク質間相互作用の検出2019

    • Author(s)
      高橋剛、萩原弘顕
    • Organizer
      第56回ペプチド討論会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] IDNCL-ER法を用いたがん関連タンパク質に結合するペプチドの探索2018

    • Author(s)
      藤岡芽生子、荒井 将吾、高橋剛
    • Organizer
      第12回バイオ関連化学シンポジウム
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] NanoLucレポーターを用いたIDNCL-ERの構築とリガンド-タンパク質間相互作用の検出2018

    • Author(s)
      高橋剛
    • Organizer
      第12回バイオ関連化学シンポジウム
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Screening of KRAS-Binding peptides from Positional-Scanning Library using IDNCL-ER Detection System2018

    • Author(s)
      Meiko Fujioka, Tsuyoshi Takahashi
    • Organizer
      10th International Peptide Symposium
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      2018 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Generation of Reporter Enzymes Triggered By Protein Trans-Splicing Employing Engineered Split Intein and Synthetic Peptide2018

    • Author(s)
      Tsuyoshi Takahashi
    • Organizer
      10th International Peptide Symposium
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2023-01-30  

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