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2006 Fiscal Year Annual Research Report

蛋白質生合成系の有機化学的拡張と合成生命体の創成

Research Project

Project/Area Number 15101008
Research InstitutionOkayama University

Principal Investigator

宍戸 昌彦  岡山大学, 大学院自然科学研究科, 教授 (60026268)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 大槻 高史  岡山大学, 大学院・自然科学研究科, 講師 (80321735)
瀧 真清  岡山大学, 大学院・自然科学研究科, 助手 (70362952)
Keywords非天然アミノ酸 / 拡張翻訳系 / アミノアシル化 / 直交化tRNA / 翻訳伸張因子 / 蛍光性アミノ酸 / ペプチド核酸
Research Abstract

1.PNAをtRNA識別分子とする非酵素的アミノアシル化:PNAを介したtRNA特異的アミノアシル化はナフチルアラニンについては実現していた。しかしより広い範囲のアミノ酸に適用すると、低いアミノアシル化収率しか得られなかった。本年度その原因を調べた結果、PNAとtRNAが2本鎖を形成して分離しないこと、また2本鎖の塩基間に芳香族アミノ酸がインターカレーションしていることが示唆された。そこでPNAとtRNAとを分離できる条件を探索した結果、高い塩濃度条件で分離できることがわかった。これにより、PNA法を広い範囲の非天然アミノ酸に適用できるめどが立った。
2.新規蛍光性アミノ酸の合成:近赤外領域に吸収と蛍光をもつ蛍光基は、生体イメージングなどの応用が期待できる。しかしそのような蛍光基はサイズが大きいため直接蛋白質に導入することは不可能である。そこで蛍光基とだけ反応するような置換基をもった非天然アミノ酸を蛋白質に導入しておき、蛋白質を精製後に蛍光基と反応させる方法を採用した。この方法によって大きなサイズの蛍光基を導入するめどが立った。
3.L/F-RNA蛋白質転移酵素を利用した蛋白質N末端への非天然アミノ酸の導入:リボソームを介した非天然アミノ酸導入に代わる方法として、アミノアシル化tRNAから蛋白質のN末端にアミノ酸を移動させる酵素(L/F-RNA蛋白質転移酵素)を利用したアミノ酸導入法を開発した。
4.細胞内アミノアシル化を検出する細胞系の構築:細胞内でアミノアシル化が起こると、蛍光発色するように設計された哺乳類細胞系を構築した。またその中で直交するtRNAを共発現させることにも成功した。19年度はこの細胞中に1で開発したPNA系を導入することによって、合成生命体を実現する。

  • Research Products

    (11 results)

All 2006

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Patent(Industrial Property Rights) (3 results)

  • [Journal Article] 4塩基コドンの発見と非天然アミノ酸の蛋白質への導入2006

    • Author(s)
      宍戸昌彦
    • Journal Title

      化学と工業 59(12)

      Pages: 1255-1257

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Four-base codon mediated mRNA display to construct peptide libraries that contain multiple nonnatural amino acids2006

    • Author(s)
      N.Muranaka, T.Hohsaka, M.Sisido
    • Journal Title

      Nucleic Acids Res. 34(1)e7

      Pages: 1-9

  • [Journal Article] Synthesis of novel gem-difluorinatedcyclopropane hybrids : Applications for DNA cleavage agents switched by photo irradiation2006

    • Author(s)
      K.Ninomiya, K.Tanimoto, N.Ishida, D.Horii, M.Sisido, T.Itoh
    • Journal Title

      J. Fluorine Chem. 127

      Pages: 651-656

  • [Journal Article] An evolutionary "intermediate" state of mitochondrial translation system found in parasitic nematode, Trichinella spp. : Co-evolution of tRNA and EF-Tu2006

    • Author(s)
      M.Areta, T.Suematsu, A.Osanai, T.Inaba, H.Kamiya, K.Kita, M.Sisido, Yoh-ichi Watanabe, T.Ohtsuki
    • Journal Title

      Nucleic Acids Res. 34

      Pages: 5291-5299

  • [Journal Article] Leucyl/Phenylalanyl-tRNA-protein transferase-mediated chemoenzymatic coupling of N-terminal Arg/Lys units in post-translationally processed proteins with nonnatural amino acids2006

    • Author(s)
      M.Taki, A.Kuno, S.Matoba, Y.Kobayashi, J.Futami, H.Murakami, H.Suga, K.Taira, T.Hasegawa, M.Sisido
    • Journal Title

      ChemBioChem 7

      Pages: 1676-1679

  • [Journal Article] Nonnatural mutagenesis in insect cell-free translation system. Design of Carrier tRNAs and Selection of Four-Base Codons for Efficient Incorporation of Various Nonnatural Amino Acids into Proteins in Spodoptera frugiperda 21 (Sf21) Insect Cell-Free Translation System2006

    • Author(s)
      M.Taki, Y.Tokuda, T.Ohtsuki, M.Sisido
    • Journal Title

      J. Biosci. Bioeng. 102(6)

      Pages: 511-517

  • [Journal Article] FRET analysis of protein conformational change through position-specific incorporation of fluorescent amino acids2006

    • Author(s)
      D.Kajihara, R.Abe, I.Iijima, C.Komiyama, M.Sisido, T.Hohsaka
    • Journal Title

      Nature Methods 3

      Pages: 923-929

  • [Journal Article] 非天然アミノ酸の導入による蛋白質の蛍光ラベル方法とその応用,2006

    • Author(s)
      宍戸昌彦, 瀧真清, 大槻高史, 芳坂貴弘
    • Journal Title

      蛋白質核酸酵素 51(5)

      Pages: 399-407

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 部位特異的にリン酸化した蛋白質の合成方法、当該方法に用いるホスホセリルtRNA及び当該方法を実施するための試薬キット2006

    • Inventor(s)
      大槻高史, 宍戸昌彦, 横川隆志, 大野敏, 西川一八
    • Industrial Property Rights Holder
      岡山大学, 岐阜大学
    • Industrial Property Number
      特願2006-240828
    • Filing Date
      2006-09-05
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 蛍光性アミノ酸誘導体2006

    • Inventor(s)
      M.Taki, M.Sisido
    • Industrial Property Rights Holder
      岡山大学
    • Industrial Property Number
      国際特許PCT/JP2006/311561
    • Filing Date
      2006-06-08
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 新規蛍光性アミノ酸誘導体およびその製造方法2006

    • Inventor(s)
      瀧真清, 宍戸昌彦
    • Industrial Property Rights Holder
      岡山大学
    • Industrial Property Number
      特願2006-184294
    • Filing Date
      2006-07-04

URL: 

Published: 2008-05-08   Modified: 2016-04-21  

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