Comprehensive chemical labeling and identification of low-affinity protein interactions
Publicly Offered Research
| Project Area | Biophysical Chemistry for Material Symbiosis |
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| Project/Area Number |
21H05503
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Transformative Research Areas, Section (II)
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
佐藤 伸一 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (20633134)
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| Project Period (FY) |
2021-09-10 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000)
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)
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| Keywords | 近接標識 / 一重項酸素 / ヒスチジン残基 / 標的同定 / アフィニティービーズ |
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| Outline of Research at the Start |
アフィニティービーズ上に結合させたリガンドに対して相互作用するタンパク質を親和性の強弱に関わらず同定できる手法を開発する。一項酸素産生を駆動力とするビーズ上反応場で瞬間的かつ触媒近接空間で選択的に進行する化学標識反応を活用する。ビーズ上に結合するタンパク質を不可逆的に標識する。従来法では解析が困難な低親和性タンパク質に関しても、リガンドへの結合の履歴が不可逆的に残るため、解析することが可能である。低親和性のリガンド結合タンパク質を網羅的に解析できるようなタンパク質標識法を開発し、生体適合性マテリアルに対して結合するタンパク質を同定する手法を開発する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
どのようなタンパク質が解析対象のリガンドと相互作用していたかを追跡することで、物質共生を達成し得るマテリアルがどのようなタンパク質によって認識されるのかを明らかにすることが可能である。本研究では、マテリアルと相互作用するタンパク質を親和性の強弱に関わらず同定できる手法、ケミカルツールを開発することを目指した。一重項酸素の発生を介して進行するタンパク質修飾反応を活用し、触媒分子の周辺数ナノメートルの空間で完結するタンパク質化学修飾法を開発した。マテリアルと触媒を連結した分子を用いて、その分子の近接空間で標識されたタンパク質、ペプチド断片を質量分析で同定する方法を開発した。弱い結合を介して、一過的にリガンドと相互作用するタンパク質、分子の結合部位解析に取り組み、以下の研究成果を得た。
1．近赤外光で駆動するアフィニティービーズ上での結合タンパク質解析法の開発：近赤外光に応答して一重項酸素を発生さえる触媒を磁気ビーズ表面に内封した。ビーズ表面の制限された空間で特異的に発生する一重項酸素を活用し、ビーズ表面に担持した任意のリガンドに結合するタンパク質を網羅的に解析する手法の開発に成功した。
2．一重項酸素産生能を有するシンプルな触媒構造の探索：リガンド結合タンパク質の同定手法を生細胞内のタンパク質を標的とした手法へと拡張すべく、細胞膜透過性の優れた触媒分子を探索した。その結果、蛍光プローブとして知られるBODIPY構造が効率的にタンパク質修飾の触媒として機能することを発見した。
また、領域内共同研究を行い、各種のマテリアルと触媒分子を連結した分子を合成し、以下の研究目的で、未知のマテリアル結合タンパク質、結合部位を明らかにすること目指した。・免疫寛容を誘導するマテリアルを認識するタンパク質の同定・抗PEG抗体のPEGの認識機構解明
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| Research Progress Status |
令和4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4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
(31 results)
