ユビキチン鎖の空間配向制御を指向した非水解性アルケン型ユビキチン結合等価体の創出
Publicly Offered Research
| Project Area | New frontier for ubiquitin biology driven by chemo-technologies |
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| Project/Area Number |
19H05290
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Complex systems
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
鳴海 哲夫 静岡大学, 工学部, 准教授 (50547867)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥8,060,000 (Direct Cost: ¥6,200,000、Indirect Cost: ¥1,860,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
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| Keywords | ユビキチン結合 / 生物学的等価体 / ミミック / 等価体 / アミド結合等価体 / 分子認識 / タンパク質工学 |
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| Outline of Research at the Start |
ユビキチン分子間をつなぐユビキチン結合は, ユビキチン鎖の立体構造や機能発現を支配する重要な部分構造であり,ユビキチン結合を自在に制御する機能性分子の開発はユビキチンの作動機構の理解を可能にする.本研究では, 構造的相同性, 加水分解耐性, アミド配座制御能を付与したアルケン型ユビキチン結合等価体を開発し, それらを起点としたユビキチン研究を加速化する次世代型化学プローブを創出する研究課題である.
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ユビキチン鎖の立体構造や機能発現に関わるユビキチン結合に着目し、これを有機化学的に修飾・変換することで、ユビキチン鎖の空間配向を制御しうるタンパク質プローブの合成研究を展開した。
（１）アルケン型ユビキチン結合等価体およびアルケン型全長ユビキチンミミックの化学合成
イソペプチド結合との構造的相同性、酵素に対する加水分解耐性、アミド配座制御能を付与した(E)-アルケン型ユビキチン結合等価体の合成経路を確立した。有機銅試薬による一電子還元を鍵反応とする合成経路に加え、オレフィンメタセシス反応を鍵反応とする効率的合成法の開発にも成功した。本等価体を導入した非水解性アルケン型全長ユビキチンミミックの収束的合成に向けたペプチドフラグメントの合成も達成した。また、脱ユビキチン化酵素がユビキチンC末端のGly75-Gly76ペプチド結合と多点水素結合を形成することに着目し、この多点水素結合を阻害することで加水分解耐性を付与することを目的として、Gly75-Gly76ペプチド結合を(E)-メチルアルケン骨格に置換したユビキチンミミックを化学合成した。脱ユビキチン化酵素を用いて加水分解耐性を評価したところ、天然型ユビキチン誘導体は加水分解されたのに対し、合成したユビキチンミミックは加水分解されなかったことから、本手法の有用性を実証した。
（２）エステル連結型ユビキチン鎖のアミド型アナログの化学合成
機能未知の新しいユビキチンコードとして注目を集めるオキシエステル結合型ユビキチン鎖のデコーダー探索プローブを創製した。ユビキチンの結晶構造から、Lysが近傍にないSer20に着目し、容易に加水分解される側鎖エステル結合をアミド結合に置換することで 化学的安定性を向上させたSer20オキシエステル型ユビキチン鎖のアミド型アナログの化学合成に成功し、ミリグラムスケールで領域に提供した。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(4 results)
