2013 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 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90202259)
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| Project Period (FY) |
2009-07-23 – 2014-03-31
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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 |
本研究では、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の動的構造とその機能解析を可能とするための新しい方法論の確立を目的としている。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。この様なタンパク質ラベル化技術は、各班の研究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-or19F-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学術領域として本領域が目指す“動的な構造生物学”の発展に貢献したいと考えている。
本年度は、有機触媒であるジメチルアミノピリジン：DMAPを複数連結したレクチン蛋白質の作製に成功し、これが生細胞表層に内在的に発現している特定の糖鎖を有する糖タンパク質選択的なラベル化反応に応用できる事を明らかにした。幾つかの糖選択性の異なるレクチンをDMAP化することにより細胞表層糖タンパク質の網羅的なプロファイリングの可能性を実証する事ができた。また別に、トシル化学（LDT）でラベル化した細胞内在性タンパク質であるFKBP12に関してはFRBとの蛋白質・蛋白質相互作用が、天然物ラパマイシンによって駆動する状況を細胞内FRETイメージングによって解析できることを明らかにした。このように、生細胞で活用できる新たな化学ラベル化法によって、蛋白質の機能解析がこれまでにない観点から大きく進む可能性を示す事ができた。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25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 |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Genetically encoded fluorescent thermosensors visualize subcellular thermoregulation in living cells2013
Author(s)
Shigeki Kiyonaka, Taketoshi Kajimoto, Reiko Sakaguchi, Daisuke Shinmi, Mariko Omatsu-Kanbe, Hiroshi Matsuura, Hiromi Imamura, Takenao Yoshizaki, Itaru Hamachi, Takashi Morii, Yasuo Mori
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Journal Title
Nature Methods
Volume: 10
Pages: 1232-1238
DOI
Peer Reviewed
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