2009 Fiscal Year Annual Research Report
準安定状態の動態を分子レベルで可視化する1分子観測技術の開発
| Project Area | Integrative understanding of biological processes mediated by transient macromolecular complexes; New technology for visualizing physiologically metastable states. |
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| Project/Area Number |
21121005
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
浜地 格 Kyoto University, 工学研究科, 教授 (90202259)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
王子田 彰夫 京都大学, 工学研究科, 講師 (10343328)
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| Keywords | タンパク質 / 小分子プローブ / ラベル化 / 有機化学 / イメージング |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、特定のタンパク質を選択的に小分子プローブによりラベル化する新手法/技術を開発し、様々な分光学的手法でタンパク質機能解析を可能とするための新しい方法論の確立である。複数のタンパク質から構成される過渡的な準安定複合体を分光学的手法により特異的に検出するためには、シグナル発信するプローブ分子を特定のタンパクへ部位特定的にラベル化する技術が必須となる。この様なラベル化技術は、各班の研究計画を実施する上で基盤となる最も重要な技術の一つである。本研究では、1H-NMR,^<19>F-NMR,蛍光、EPRなどの多様な検出モダリティに適用可能な高感度プローブ分子を標的タンパク質に選択的にラベル化する新しい手法の開発を行い、他の解析研究を中心とする研究班との連携により、タンパク質準安定複合体の高精度、高感度での機能解析法を確立する。これにより分子生物学的手法とは異なる相補的な化学的アプローチにより新しい学問領域としての"動的な構造生物学"への貢献を目指している。
本年度は、特に代表的な膜結合タンパク質であるGPCRの選択的なラベリング法として、これまで我々が水溶性タンパク質に対して開発してきたreactive tag戦略が適用できるかどうかを検証する実験を行った。その結果、タグペプチドとプローブ分子をともに多価にして認識能力をナノmolレベルまで向上させれば、発現量の多くはないGPCRに対しても効率よく共有結合でラベル化が可能となる事を見いだした。これにより、幾つかの蛍光色素やビオチンなどのアフィニティタグが、特定にGPCR選択的に生きた細胞表層でそのまま導入可能となった。
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