Fluorescent imaging probes for epigenetic enzymes with specialized amino acids
| Project/Area Number |
19KK0197
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| Research Category |
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 47:Pharmaceutical sciences and related fields
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| Research Institution | Nagoya City University |
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Principal Investigator |
中川 秀彦 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(薬学), 教授 (80281674)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川口 充康 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(薬学), 准教授 (10735682)
家田 直弥 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(薬学), 講師 (00642026)
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| Project Period (FY) |
2019-10-07 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥18,460,000 (Direct Cost: ¥14,200,000、Indirect Cost: ¥4,260,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2020: ¥7,670,000 (Direct Cost: ¥5,900,000、Indirect Cost: ¥1,770,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
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| Keywords | 蛍光プローブ / エピジェネティクス / イメージング / ケミカルバイオロジー |
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| Outline of Research at the Start |
研究代表者はエピジェネティック制御酵素の１つSIRTが脱アシル化活性を触媒することに着目しSIRT活性検出蛍光プローブを開発し世界で初めて細胞内のSIRT活性をイメージングすることに成功した。一方、海外共同研究者の１人はペプチド・タンパク質合成に利用可能な特殊アミノ酸を開発しペプチドやタンパク質に任意の蛍光団を導入する技術を開発した。これらの成果を融合しエピジェネティック制御酵素（SIRT、HDAC等）の選択的ペプチド性及びタンパク質性プローブを開発する。プローブの性能をもう１人の海外共同研究者とともに解析し、高性能化することで多様なエピジェネティック制御のイメージング技術を開発する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
エピジェネティック制御は近年大きな注目を集めている遺伝子発現及び細胞制御機構の1つであり、生命維持の基本的機構に関わると共に、多くの疾患に関連することが明らかになりつつある。エピジェネティック制御酵素の活性検出蛍光プローブの開発手法について検討し、各酵素特異的なイメージングプローブを開発することを目標として研究に着手した。
本研究では、in vitro蛍光プローブ開発として、エピジェネティック酵素の1種であるSIRTアイソザイムについて、独自蛍光プローブの開発を進めてきた。これまでに、脱アシル化を蛍光検出するプローブの改良を行い、多様なペプチド配列および蛍光消光団を組み合わせたペプチドプローブライブラリの構築を行なった。これらのプローブはSIRTの各アイソザイムに対して異なる反応性を示し、そのうちの1つはSIRT3に優位な反応性を示すことが判明した。さらに、このプローブライブラリからSIRT2に良好な反応性を示すプローブを選択し、化合物ライブラリと組み合わせてスクリーニングを行うことで、SIRT2の脱ミリストリル化を効果的に阻害する阻害剤の同定に成功した。また、脱アシル化反応阻害活性を有するペプチド性SIRT2阻害剤(本研究の過程で見出したもの)について、細胞膜透過性を付 与する検討を進め環状化戦略が良好に機能することを見出した。これに基づいて、ペプチド性SIRT2阻害剤をもとに複数の環状化ペプチドを合成・活性 評価し、細胞系で良好なSIRT2選択的酵素阻害活性を示す化合物を見出した。さらに良好な活性を示した化合物が、SIRT活性に依存したユビキチン系分解を受けるタンパク質の発現状態を変化させる傾向があることを見出した。
今年度は、これらの環状化ペプチドの構造活性相関情報を取得し、また細胞内安定性向上を測るため、構成アミノ酸の一部をD体に置換した環状化ペプチドを設計合成した。
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Report
(5 results)
Research Products
(15 results)
