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A study of in vivo cysteine-mediated molecular replacement reactions, based on NMR and MRI methods

Research Project

Project/Area Number 20H03376
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 47020:Pharmaceutical analytical chemistry and physicochemistry-related
Research InstitutionKumamoto University

Principal Investigator

Terasawa Hiroaki  熊本大学, 大学院生命科学研究部(薬), 教授 (10300956)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 吉永 壮佐  熊本大学, 大学院生命科学研究部(薬), 講師 (00448515)
武田 光広  熊本大学, 大学院生命科学研究部(薬), 助教 (90508558)
松島 綱治  東京理科大学, 研究推進機構生命医科学研究所, 教授 (50222427)
寺島 裕也  東京理科大学, 研究推進機構生命医科学研究所, 講師 (90538729)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2020: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000)
Keywords生体内分子置換反応 / システイン / 炎症シグナリング / NMR / MRI / NMR / MRI
Outline of Research at the Start

本研究は、システインに作用する化合物を用いて生体内分子置換反応をひき起こすことにより、炎症の要因となるシグナル伝達を担う一連のタンパク質の機能を制御する戦略を確立し、炎症シグナリングを抑制することを目的とする。本研究の成果は、システインを標的としたシグナル伝達制御手法の開発のみならず、次世代の抗炎症薬の開発へと発展すると考える。

Outline of Final Research Achievements

The aim of this study is to suppress inflammation signaling pathways by establishing a strategy to regulate functions of target proteins using in vivo cysteine-mediated molecular replacement reactions.
NMR and MS analyses were applied to the intracellular protein, FROUNT, which binds to chemokine receptors and regulates immune cell migration as the target protein in order to elucidate the inhibitory mechanism of thiol-containing compounds. Functional MRI analyses were also applied to animal models to elucidate the effects of the cysteine-targeting compounds on brain functions.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究グループは、以前、免疫細胞の遊走を制御するタンパク質フロントを同定した。また、フロントが、がんを増悪化させること、および、嫌酒薬ジスルフィラムがフロントに結合して、抗がん作用を示すことを明らかにしてきた。
本研究において、標的タンパク質のアミノ酸の一種(システイン)に作用する化合物を用いて生体内分子置換反応をひき起こすことにより、機能を制御する戦略を提案した。これは、がんをはじめとする炎症性疾患の治療薬を創出する新たな戦略である。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2022 2021 2020

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Rational Design of Monodispersed Mutants of Proteins by Identifying Aggregation Contact Sites Using Solubilizing Agents2020

    • Author(s)
      Tsuji Tatsuichiro、Yoshinaga Sosuke、Takeda Mitsuhiro、Sato Takafumi、Sonoda Akihiro、Ishida Norihito、Yunoki Kaori、Toda Etsuko、Terashima Yuya、Matsushima Kouji、Terasawa Hiroaki
    • Journal Title

      Biochemistry

      Volume: 59 Issue: 39 Pages: 3639-3649

    • DOI

      10.1021/acs.biochem.0c00414

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      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] NMR and MRS studies of proteins delivered into cultured cells, towards MR analyses of proteins under physiological conditions.2020

    • Author(s)
      Higashi, A., Takeda, M., Yoshinaga, S., and Terasawa, H.
    • Journal Title

      Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med.

      Volume: 28 Pages: 2986-2986

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    • Author(s)
      Uchida, K., Yoshinaga, S., Sato, T., Takeda, M., Terashima, Y., Toda, E., Matsushima, K., and Terasawa, H.
    • Organizer
      日本生物物理学会第60回年会
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    • Author(s)
      Sato, T., Udatsu, H., Higashi, A., Takeda, M., Terashima, Y., Toda, Et., Matsushima, K., Yoshinaga, S., and Terasawa, H.
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      第50回日本磁気共鳴医学会大会
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    • Author(s)
      松村早姫、吉永壮佐、佐藤貴文、武田光広、寺島裕也、遠田悦子、松島綱治、寺沢宏明
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      第16回日本分子イメージング学会学術集会
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      宇田津晴香、東愛理、佐藤貴文、武田光広、寺島裕也、遠田悦子、松島綱治、吉永壮佐、寺沢宏明
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      第16回日本分子イメージング学会学術集会
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      Higashi, A., Sato, T., Udatsu, H., Yoshinaga, S., Takeda, M., Toda, E., Terashima, Y., Matsusima, K., and Terasawa, H
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      第49回日本磁気共鳴医学会大会
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      内田恵介、吉永壮佐、佐藤貴文、武田光広、寺島裕也、遠田悦子、松島綱治、寺沢宏明
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      第15回日本分子イメージング学会学術集会
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  • [Presentation] 細胞内環境におけるタンパク質のNMR解析システムの構築2021

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      宇田津晴香、東 愛理、佐藤貴文、武田光広、吉永壮佐、寺沢宏明
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      第15回日本分子イメージング学会学術集会
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  • [Presentation] In-cell NMR 測定に向けたタンパク質導入細胞の調製方法の検討2021

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      東 愛理、宇田津晴香、佐藤貴文、武田光広、吉永壮佐、寺沢宏明
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      第15回日本分子イメージング学会学術集会
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      Yoshinaga, S., Sato, T., Higashi, A., Takeda, M., Terashima, Y., Toda, E., Matsushima, K., and Terasawa, H.
    • Organizer
      日本生物物理学会第58回年会
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  • [Presentation] In-cell analysis of an inhibitory compound against a chemokine-signaling protein with the in-cell NMR method2020

    • Author(s)
      Sato, T., Yoshinaga, S., Higashi, A., Takeda, M., Terashima, Y., Toda, E., Matsushima, K., and Terasawa, H.
    • Organizer
      第48回日本磁気共鳴医学会大会
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] NMR and MRS studies of proteins delivered into cultured cells, towards MR analyses of proteins under physiological conditions2020

    • Author(s)
      Higashi, A., Takeda, M., Yoshinaga, S., and Terasawa, H.
    • Organizer
      ISMRM& SMRT Virtual Conference & Exhibition,
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      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Analysis of BOLD responses against green laser stimulation in a chronic pain animal model after administration of an analgesic candidate2020

    • Author(s)
      Sameshima, M., Yuzuriha, N., Yoshinaga, S., Takeda, M., and Terasawa, H.
    • Organizer
      第48回日本磁気共鳴医学会大会
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  • [Presentation] 立体構造解析に向けたタンパク質の溶解度向上戦略 ~立体構造に基づく抗がん剤開発への道~2020

    • Author(s)
      吉永壮佐
    • Organizer
      2020年度日本分光学会NMR分光部会 集中講義
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      2020 Annual Research Report
    • Invited

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Published: 2020-04-28   Modified: 2025-03-27  

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