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Metallo-chemogenetics to decode intracellular signaling networks

Research Project

Project/Area Number 18K14333
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 37010:Bio-related chemistry
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

Kubota Ryou  京都大学, 工学研究科, 助教 (00753146)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords超分子化学 / 金属錯体 / Gタンパク質共役受容体 / ケモジェネティクス / 細胞 / ヒドロゲル / ソフトマテリアル / ケミカルバイオロジー / 金属錯体化学 / ケモジェネティックス / 超分子 / 動物個体 / in vivo / 核内受容体
Outline of Final Research Achievements

In this research project, I developed an artificial activation method for G protein-coupled receptors (GPCRs) on the cell surface. The selective activation of targeted GPCRs was achieved by use of a bivalent interaction between a His-tagged target GPCR and a Ni complex-agonist conjugate. We also succeeded in developing a new functionalization method for supramolecular double-network hydrogels, called post-assembly fabrication.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

GPCRは細胞内シグナル伝達を担い、様々な生物学的役割および疾病に関与する。そのため狙ったGPCRを受容体さらには細胞選択的に活性化することができれば、基礎科学のみならず創薬にも直結する。本若手研究で開発した手法は、His tagを持つ標的受容体のみを活性化できることから、これまで区別困難であったGPCRの生物学的機能の解明に貢献できると期待される。また開発した刺激応答性SDNヒドロゲルは体内における薬物放出担体としての利用が期待される。

Report

(3 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (35 results)

All 2020 2019 2018 Other

All Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Open Access: 4 results,  Peer Reviewed: 7 results) Presentation (22 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 4 results) Remarks (5 results)

  • [Journal Article] Protein-Responsive Protein-Release of Supramolecular/polymer Hydrogel Composite Integrating Enzyme Activation Systems2020

    • Author(s)
      Shigemitsu Hajime、Kubota Ryou、Nakamura Keisuke、Matsuzaki Tomonobu、Minami Saori、Urayama Kenji、Hamachi Itaru
    • Journal Title

      ChemRxiv

      Volume: なし

    • DOI

      10.26434/chemrxiv.11626266.v1

    • NAID

      120006876564

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    • Open Access
  • [Journal Article] The Power of Confocal Laser Scanning Microscopy in Supramolecular Chemistry: In situ Real‐time Imaging of Stimuli‐Responsive Multicomponent Supramolecular Hydrogels2020

    • Author(s)
      Kubota Ryou、Nakamura Keisuke、Torigoe Shogo、Hamachi Itaru
    • Journal Title

      ChemistryOpen

      Volume: 9 Issue: 1 Pages: 67-79

    • DOI

      10.1002/open.201900328

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  • [Journal Article] pH Nanosensor Using Electronic Spins in Diamond2019

    • Author(s)
      Fujisaku Takahiro、Tanabe Ryotaro、Onoda Shinobu、Kubota Ryou、Segawa Takuya F.、So Frederick T.-K.、Ohshima Takeshi、Hamachi Itaru、Shirakawa Masahiro、Igarashi Ryuji
    • Journal Title

      ACS Nano

      Volume: 13 Issue: 10 Pages: 11726-11732

    • DOI

      10.1021/acsnano.9b05342

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Post-assembly Fabrication of a Functional Multicomponent Supramolecular Hydrogel Based on a Self-Sorting Double Network2019

    • Author(s)
      Tanaka Wataru、Shigemitsu Hajime、Fujisaku Takahiro、Kubota Ryou、Minami Saori、Urayama Kenji、Hamachi Itaru
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 141 Issue: 12 Pages: 4997-5004

    • DOI

      10.1021/jacs.9b00715

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    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] On-cell coordination chemistry: Chemogenetic activation of membrane-bound glutamate receptors in living cells2019

    • Author(s)
      Kubota Ryou、Kiyonaka Shigeki、Hamachi Itaru
    • Journal Title

      Methods in Enzymology

      Volume: 印刷中 Pages: 411-430

    • DOI

      10.1016/bs.mie.2019.02.033

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  • [Journal Article] Rational synthesis of benzimidazole[3]arenes by CuII-catalyzed post-macrocyclization transformation2018

    • Author(s)
      Tashiro Shohei、Umeki Tsutomu、Kubota Ryou、Shionoya Mitsuhiko
    • Journal Title

      Chemical Science

      Volume: 9 Issue: 39 Pages: 7614-7619

    • DOI

      10.1039/c8sc03086c

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    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Chemogenetic Approach Using Ni(II) Complex?Agonist Conjugates Allows Selective Activation of Class A G-Protein-Coupled Receptors2018

    • Author(s)
      Kubota Ryou、Nomura Wataru、Iwasaka Takuma、Ojima Kento、Kiyonaka Shigeki、Hamachi Itaru
    • Journal Title

      ACS Central Science

      Volume: 4 Issue: 9 Pages: 1211-1221

    • DOI

      10.1021/acscentsci.8b00390

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Imaging-Based Study on Control Factors over Self-Sorting of Supramolecular Nanofibers Formed from Peptide- and Lipid-type Hydrogelators2018

    • Author(s)
      Kubota Ryou、Liu Shuang、Shigemitsu Hajime、Nakamura Keisuke、Tanaka Wataru、Ikeda Masato、Hamachi Itaru
    • Journal Title

      Bioconjugate Chemistry

      Volume: 29 Issue: 6 Pages: 2058-2067

    • DOI

      10.1021/acs.bioconjchem.8b00260

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  • [Presentation] Life-inspired multicomponent supramolecular hydrogels2020

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      Ryou Kubota
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      日本化学会 第100春季年会
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      服部 善行、窪田 亮、浜地 格
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  • [Presentation] 超分子ファイバーの核形成制御によって作り分けられるself-sorting構造2020

    • Author(s)
      長尾 和俊、窪田 亮、田中 航、浜地 格
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  • [Presentation] 超分子・高分子複合ゲルの開発とその特性2020

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      佐田 圭、中村 圭佑、窪田 亮、濱地 格
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  • [Presentation] Protein responsive protein release of supramolecular / covalent polymer hydrogel composite2020

    • Author(s)
      Keisuke NAKAMURA, Ryo KUBOTA, Hajime SHIGEMITSU, Tomonobu MATSUZAKI, Saori MINAMI, Kenji URAYAMA, Itaru HAMACHI
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      日本化学会 第100春季年会
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  • [Presentation] 高分子型リガンド指向性化学による腫瘍内でのin vivoケミカルラベル2020

    • Author(s)
      鳥越 祥吾、窪田 亮、羽木 慎一郎、池田 燎亮、浜地 格
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  • [Presentation] Adaptive supramolecular double network hydrogels formed by self-sorting self-assembly2020

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      Ryou Kubota
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      SPIRITS international symposium, Shaping self-assembled mesoscale (bio)materials with microengineering
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  • [Presentation] 超分子と高分子の複合化による新奇刺激応答性ヒドロゲルの創製2019

    • Author(s)
      窪田 亮、中村 圭佑、重光 孟、南 沙央理、浦山 健治、浜地 格
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      第68回高分子討論会
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  • [Presentation] 超分子・高分子ハイブリッドゲルのタンパク質応答機能2019

    • Author(s)
      中村 圭佑、重光 孟、窪田 亮、松崎 友伸、南 沙央理、浦山 健治、浜地 格
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      第68回高分子討論会
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  • [Presentation] 動的共有結合を用いた超分子ナノファイバーの In Situ Self-sorting 制御2019

    • Author(s)
      長尾 和俊、窪田 亮、田中 航、 浜地 格
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      第68回高分子討論会
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  • [Presentation] 超分子ダブルネットワークヒドロゲル:self- sorting現象による機能統合化2019

    • Author(s)
      窪田 亮、重光 孟、田中 航、藤咲 貴大、浜地 格
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      第13回バイオ関連化学シンポジウム
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  • [Presentation] 田中 航、重光 孟、窪田 亮、南 沙央理、浦山 健治、浜地 格2019

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      超分子ダブルネットワークヒドロゲル (1) : Post-functionalizationによる機能拡張
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  • [Presentation] 長尾 和俊、田中 航、松村 亮太朗、窪田 亮、浜地 格2019

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      超分子ダブルネットワークヒドロゲル (2): 動的共有結合を用いたSelf-Sorting
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  • [Presentation] 中村 圭佑、重光 孟、松崎 友伸、窪田 亮、浜地 格2019

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      超分子ダブルネットワークヒドロゲル (3): 高分子との複合化
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  • [Presentation] 金谷 拓、鳥越 祥吾、窪田 亮、浜地 格2019

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  • [Presentation] 鳥越 祥吾、金谷 拓、窪田 亮、浜地 格2019

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      日本化学会第99春季年会
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  • [Presentation] Ryou Kubota2019

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      Life-inspired self-sorting supramolecular hydrogels
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  • [Presentation] 窪田 亮、重光 孟、田中 航、藤咲 貴大、浜地 格2018

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  • [Presentation] 田中 航・重光 孟・窪田 亮・浜地 格2018

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  • [Presentation] 中村 圭佑、重光 孟、松崎 友伸、窪田 亮、浜地 格2018

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      タンパク質に応答する多成分系超分子ヒドロゲルの構築
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  • [Presentation] 鳥越 祥吾、窪田 亮、羽木 慎一郎、池田 燎亮、浜地 格2018

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      高分子型リガンド指向性化学による膜蛋白質のin vivoケミカルラベリング
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  • [Remarks] 研究者が所属する研究室のホームページ

    • URL

      http://www.sbchem.kyoto-u.ac.jp/hamachi-lab/index.php?hamachi-lab

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  • [Remarks] 研究者が運営するホームページ

    • URL

      http://rkubota-chem.jimdo.com/

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  • [Remarks] 研究者のgoogle scholar

    • URL

      https://scholar.google.co.jp/citations?user=7E2fGuoAAAAJ&hl=ja

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  • [Remarks] 京都大学 浜地研究室における論文成果リスト

    • URL

      http://www.sbchem.kyoto-u.ac.jp/hamachi-lab/index.php?members%2Fkubota

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  • [Remarks] 研究者本人が研究成果をまとめているwebページ

    • URL

      https://rkubota-chem.jimdo.com/

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Published: 2018-04-23   Modified: 2021-02-19  

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