| Project/Area Number |
20J22890
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 37030:Chemical biology-related
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
田淵 雄大 電気通信大学, 情報理工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2020: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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| Keywords | Aptamer / Covalent drug / Warhead / 加水分解触媒 / Fosylate / covalent binder / アミロイドβ / ユビキチン/プロテアソームシステム |
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| Outline of Research at the Start |
近年、アルツハイマー病の原因としてアミロイドβ(Aβ)の凝集が挙げられており、これを治療すべくアミド結合を分解する分子(蛋白質切断コア)とAβとを非共有結合的に結合させてAβを分解する研究が行われている。しかし、非共有結合的な結合のため生体内への適応が困難である。そこで本研究では、共有結合的にAβを分解する手法の開発を行う。具体的には、Aβに共有結合を形成するaptamerと蛋白質切断コアを修飾したaptamerの相補鎖を作製する。それらを用いることで、あたかもaptamerがユビキチンのようにAβを標識し、相補鎖がaptamerを認識しプロテアソームのようにAβを特異的に分解すると考えた。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は生体内において凝集したアミロイドβ (Aβ)を特異的に分解する擬似ユビキチン/プロテアソーム系 (擬似UPS)の開発を目的とする。このために、Aβに共有結合を形成するaptamerとアミド結合切断活性を有するaptamerの相補鎖を作製する。これによりaptamerがユビキチンのようにAβを標識し、相補鎖がaptamerを認識しプロテアソームのようにAβを特異的に分解すると考えた。
2021年度は、前年度取得したthrombinに対して特異的に共有結合を形成する共有結合性thrombin binding aptamer (TBA; Y. Tabuchi et al., Chem. Commun., 57, 2483 (2021), cover article)を擬似ユビキチン、蛋白質切断コアを修飾したその相補鎖を擬似プロテアソームとしてモデル擬似UPSを構築し、標的蛋白質を特異的に切断することが可能か概念実証を行った。具体的には、共有結合性TBAの相補鎖配列中の特定残基にアミド結合を切断するcyclen (Suh et al., Asian J. Org. Chem., 3, 18 (2014)) をリンカーを介して修飾し、cyclenに銅イオンを配位させることで擬似プロテアソームを作製した。次に、共有結合性TBAにより標識を行ったthrombinに対して、作製したcyclen修飾相補鎖を加え、生理的活性条件下におけるthrombinの分解を試みた。この時、ゲル電気泳動および蛋白質染色を行いthrombin-擬似UPS複合体バンドの強度減少率を確認することで、擬似UPSの分解活性評価を行った。しかし、目的バンドの強度が減少しなかったことから、今回作製した擬似UPSはthrombinに対する分解活性を持たないことが明らかとなった。これは、リンカーを介したことにより生じるcyclenの構造的揺らぎに対して、銅配位cyclenの切断活性が不十分であったことが要因として考えられる。従って現時点では、既存の銅配位cyclenを用いた擬似UPSの構築は断念し、代わりにcyclenの構造最適化および異なる蛋白質切断コアの探索に注力している。
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| Research Progress Status |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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