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活性酸素種による翻訳後修飾を検出する蛍光バイオセンサー

Publicly Offered Research

Project AreaOxygen biology: a new criterion for integrated understanding of life
Project/Area Number 17H05529
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

森井 孝  京都大学, エネルギー理工学研究所, 教授 (90222348)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Keywords一酸化窒素 / バイオセンサー / 蛍光センサー / 蛍光タンパク質 / 蛍光バイオセンサー / 細胞内センシング / 酸化活性種 / 翻訳後修飾 / 単一細胞センシング
Outline of Annual Research Achievements

酸化活性種による翻訳後修飾過程を可視化する蛍光バイオセンサーとして、特に、タンパク質チオール基の翻訳後修飾に関与している主たる酸化活性種であるNOに注目して蛍光NOバイオセンサー(NOセンサー)を構築した。NOにより翻訳後修飾を受けることが知られているTRPC5(Nat. Chem. Biol., 2006)の構造変化メカニズムに着目し、NOにより構造変化を誘起される部分構造をNO反応モジュールとして採用し、申請者らがこれまでに培ったバイオセンサー構築戦略(Bioorg. Med. Chem. 2009など)を応用したNOセンサーを設計し、評価をおこなった。
分割型GFPを用いたNOセンサーでは、試験管内においてNOの存在により、有意な蛍光変化を観測することができた。しかしながら、そのS/N比は充分なものではなく、細胞内においてNOを検出するためには、より大きなダイナミックレンジでNOを検出することができるNOセンサーであることが望まれる。それと同時に、例えば過酸化水素など他の酸化活性種との選択性も重要になってくる。
そこで、現在有用な結果が得られている分割型NOセンサーを、より大きなダイナミックレンジでNOを検出できるよう分割型GFP に導入するリンカーを含んだNO反応モジュールの最適化をおこなった。さらに、他の酸化活性種との選択性も評価し、高選択的にNOを検出可能なNOセンサー構造を最適化した。試験管内にて最適化をおこなったうえで、細胞内での機能評価をおこなった結果、395 nm と466 nmでの励起による蛍光強度比の変化が向上したNOセンサーを得た。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2019 2018 2017 Other

All Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Presentation] Design of fluorescent sensor detecting nitric oxide using autofluorescent protein2019

    • Author(s)
      Shunsuke Tajima, Eiji Nakata, Reiko Sakaguchi, Masayuki Saimura, Yasuo Mori, Takashi Morii
    • Organizer
      日本化学会第99春季年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 蛍光タンパク質を用いた一酸化窒素センサーの作製2018

    • Author(s)
      田嶋竣介,森井 孝
    • Organizer
      生体機能関連化学部会若手の会 第30回サマースクール
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 蛍光タンパク質を用いた一酸化窒素センサーの機能評価2018

    • Author(s)
      田嶋 竣介・坂口 怜子・才村 正幸・中田 栄司・森 泰生・森井 孝
    • Organizer
      第12回バイオ関連化学シンポジウム
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Construction of nitric oxide sensor based on fluorescent protein2018

    • Author(s)
      Shunsuke Tajima, Eiji Nakata, Reiko Sakaguchi, Masayuki Saimura, Yasuo Mori, Takashi Morii
    • Organizer
      1st Japan-India Bilateral Symposium on Energy and Environmental Science
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 蛍光タンパク質を基本骨格とした一酸化窒素センサーの機能評価2017

    • Author(s)
      田嶋竣介,中田栄司,才村正幸,森井 孝
    • Organizer
      第11回バイオ関連化学シンポジウム
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Remarks] 京都大学エネルギー理工学研究所 生物機能化学研究分野 ホームページ

    • URL

      http://www.iae.kyoto-u.ac.jp/material/index.html

    • Related Report
      2017 Annual Research Report

URL: 

Published: 2017-04-28   Modified: 2021-01-27  

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