2021 Fiscal Year Annual Research Report
タンパク質の非平衡状態構造解析を可能にするケミカル光制御法の開発
| Project Area | Non-equilibrium-state molecular movies and their applications |
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| Project/Area Number |
19H05778
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
清中 茂樹 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (90422980)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
永澤 秀子 岐阜薬科大学, 薬学部, 教授 (90207994)
古田 寿昭 東邦大学, 理学部, 教授 (90231571)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2024-03-31
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| Keywords | ケミカルバイオロジー / ケージド / 光制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
清中は、アデノシンA2A受容体（A2AR）の光スイッチングに向けた研究に着手した。具体的には、アゾベンゼンを有するリガンドを用いて、光照射前後で活性がON/OFFできるシステムを構築し、岩田班との連携で光速分子動画解析するという流れである。A2AR光制御リガンドは報告例があるものの、親和性がかなり低く、結晶化しても低解像度の結果しか得られなかった。そこで、解像度の向上を目指し、親和性を向上させた複数の光スイッチング型リガンドの設計及び合成を行った。活性制御に関しては改善の余地があるが、大幅に親和性を向上できるリガンドを得ることができた。
古田は、光トリガーとしてのケージド化合物の開発を継続した。ケージド化合物の光反応性を犠牲にすることなく、化学修飾で新たな機能を付与することで、光トリガーとしての有用性の拡張を試みた。予め選択した酵素存在下で光反応性をスイッチングできる光解離性保護基を複数種類開発し、ヒストン脱アセチル化酵素阻害剤等のケージド化合物合成に応用した。受容体のケミカルラベルを可能にするモジュール型ケージドグルタミン酸の合成も完了した。２光子励起とアップコンバージョンを利用する、近赤外光作動性ケージド化合物の探索にも着手した。
永澤は、pepducinを基盤とする化学標識プローブ分子の合成を行い、血小板凝集阻害効果を指標としてスクリーニングを実施した。得られたプローブを洗浄血小板に作用させたところ、複数の特異的な蛍光バンドが得られたので、それらのペプチドマッピングを行う予定である。細胞内の酸化ストレス解析ツールとして、ヘムと特異的に反応して蛍光を発する新規プローブ及びミトコンドリア局在型ケージド過酸化物の開発に成功した。また、永野班のDiels Alder反応酵素Fsa-2の基質エナンチオマーの合成を達成したので、永野らに供与し、今後は共結晶の作成と解析に取り組む。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
昨年度に引き続き、研究代表者および研究分担者ともに密に連携を取りながら、効率的に研究を進めた。関連する配位ケモジェネティクス論文に関しては、論文がアクセプトされた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度の研究成果に基づき、今後も上記の研究計画内容を展開させる。ケージド化合物の高速分子動画に関しては南後班との強い連携、受容体光スイッチングに関しては岩田班との連携を取りながら研究を進めていく。現在、定期的に打ち合わせを取りながら進めているが、来年度以降はタンパク質の結晶化に向けて研究を展開する。
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