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2007 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  Okayama University, 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, 准教授 (80321735)
瀧 真清  岡山大学, 大学院・自然科学研究科, 助教 (70362952)
Keywords非天然アミノ酸 / 細胞外蛋白質生合成 / アミノアシル化 / tRNA / 非天然変異蛋白質 / 細胞内合成 / 合成生命体
Research Abstract

蛋白質生合成系を構成する分子群、すなわちアミノ酸、核酸、酵素などを有機化学的に拡張し、人工機能を持つ蛋白質を作製する。さらにこの拡張生合成系を生きた細胞に導入し、人工機能を発現する「合成生命体」を作成することが、本研究の目的である。平成19年度は以下の研究を行った。(1)大腸菌中で直交するtRNAとそれにアミノ酸を結合する酵素ARSとの対を用いて、いくつかの非天然アミノ酸をtRNAに結合させ、それらを大腸菌細胞外生合成系で発現させた。また、細胞外でアミノアシル化したtRNAを改変EF-Tuを介して哺乳類細胞(CHO)に導入し、細胞内で蛋白質が合成できることを確認した。さらに、あるtRNAに相補的な配列をもつペプチド核酸に非天然アミノ酸を結合させ、それを当該tRNAを発現させているCHO細胞に導入すると、細胞中で非天然アミノ酸が導入された蛋白質の発現が、極微量ではあるが、観測された。
一方、リボソームを使用せずに蛋白質に非天然アミノ酸を導入する新方法として、酵素L/F-transferaseを使う方法が提案された。とくにこれを変異ARSとともに使うことにより、1段階、10-20分程度で蛋白質のN末端に非天然アミノ酸を導入できることが示された。
非天然アミノ酸の蛋白質やペプチドへの導入技術は、蛍光標識蛋白質ライブラリーやペプチドライブラリー作製に使用できる。そのさきがけとして、合成ペプチドライブラリーを作製し、種々の蛍光性非天然アミノ酸を導入することによるがん細胞特異的結合ペプチドの探索を行った。現在までの準備的な結果では特異的ペプチドへの道筋が確認できている。

  • Research Products

    (17 results)

All 2008 2007

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (8 results) Book (3 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] Chemoenzymatic transfer of fluorescent nonnatural amino acids to the N-terminus of a protein/peptide2008

    • Author(s)
      M.Taki, K. H. Kuroiwa, and M. Sisido
    • Journal Title

      ChemBioChem 9

      Pages: 719-722

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Leucyl/Phenylalanyl (L/F)-tRNA-Protein Transferase-Mediated Aminoacyl Transfer of a Nonnatural Amino Acid to the N-Terminus of Peptides and Proteins and Subsequent Functionalization by Bioorthogonal Reactions2007

    • Author(s)
      M. Taki and M. Sisido
    • Journal Title

      Biopolymers, Peptide Science 88

      Pages: 263-271

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Detection of Direct Electron Transfer between a Redox Enzyme and an Extended Gold-Gate Using a Chemical CCD,2007

    • Author(s)
      A. Fujii, H. Shinohaza, H. Kato, and M. Sisido
    • Journal Title

      Electrochemistry 75

      Pages: 342-344

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] EF-Tu Mutants Expand Amino Acid Tolerance of Protein Biosynthesis System2007

    • Author(s)
      Y. Doi, T. Ohtsuki, Y. Shimizu, T. Ueda, and M. Sisido
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc. 129

      Pages: 14458-14462

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Delivery of dsRNA with lactic acid bacteria for RNA interference2007

    • Author(s)
      A. Kuwahara, M. Arita, M. Sisido, T. Ohtsuki
    • Organizer
      5th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • Place of Presentation
      Tokyo
    • Year and Date
      20071120-22
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] Photo inducible RNA interference using cell permeable Protein carrier2007

    • Author(s)
      Tamaki Endoh, Masahiko Sisido and Takashi Ohtsuki
    • Organizer
      5th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • Place of Presentation
      Tokyo
    • Year and Date
      20071120-22
  • [Presentation] Incorporation of large nonnatural amino acids into protein by translation with EF-Tu mutants2007

    • Author(s)
      Y. Doi, T. Ohtsuki, Y. Shimizu, T. Ueda, M. Sisido
    • Organizer
      4th International Peptide Symposium
    • Place of Presentation
      Cairns (Australia)
    • Year and Date
      20071021-25
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] RNA interference using cell permeable protein carrier2007

    • Author(s)
      T. Endoh, M. Sisido T. Ohtsuki
    • Organizer
      4th International Peptide Symposium
    • Place of Presentation
      Cairns (Australia)
    • Year and Date
      20071021-25
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] RNA isolation using biotinylated PNAs2007

    • Author(s)
      Takashi Ohtsuki, Takeshi Fujimoto, Maya Kamimukai, Mizuki Kitamatsu, Masahiko SiSido
    • Organizer
      The 2nd International Workshop on Approaches to Single Cell Analysis
    • Place of Presentation
      Tokya
    • Year and Date
      20070906-07
  • [Presentation] Cellular delivery and photo-accelerated endosomal escape of siRNA mediated by cell permeable RNA binding protein2007

    • Author(s)
      T. Endoh, M. Sisido, T. Ohtsuki
    • Organizer
      12th annual meeting of RNA society
    • Place of Presentation
      Madison (USA)
    • Year and Date
      20070529-0603
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] Expansion of protein biosynthesis system by EF-Tu mutantsl2th annual meeting of RNA society2007

    • Author(s)
      Takashi Ohtsuki, Yoshio Doi, Yoshihiro Shimizu, Takuya Ueda and Masahiko Sisido
    • Organizer
      12th annual meeting of RNA society
    • Place of Presentation
      Madison (USA)
    • Year and Date
      20070529-0603
  • [Presentation] L/F-tRNA-protein transferase-mediated coupling of a nonnatural amino acid to the N-terminal of a protein2007

    • Author(s)
      M. Taki, M. Sisido
    • Organizer
      CALTECH BIOLOGY DIVISION ANNUAL RETREAT 2007
    • Place of Presentation
      caltech (USA)
    • Year and Date
      2007-10-27
  • [Book] BOTTOM-UP NANOFABRICATION: Supramolecules, Self-Assemblies, and Organized Films2007

    • Author(s)
      M. Sisido
    • Total Pages
      3500
    • Publisher
      American Scientific Publishers
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Book] バイオプロセスハンドブック2007

    • Author(s)
      瀧真清、宍戸昌彦
    • Total Pages
      724
    • Publisher
      エヌ・ティー・エス
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Book] Chemical Biology2007

    • Author(s)
      M. Sisido(共著)
    • Total Pages
      479
    • Publisher
      WILEY-VCH, Weinheim
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 蛍光標識剤を含むスクリーニング用キット及びスクリーニング方法2007

    • Inventor(s)
      宍戸昌彦, 北松瑞生
    • Industrial Property Rights Holder
      岡山大学
    • Industrial Property Number
      特願2007-244403
    • Filing Date
      2007-09-20
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 目的タンパク質または目的ペプチドにアミノ2007

    • Inventor(s)
      宍戸昌彦, 瀧真清
    • Industrial Property Rights Holder
      岡山大学
    • Industrial Property Number
      特願2007-265900号
    • Filing Date
      2007-10-11

URL: 

Published: 2010-02-04   Modified: 2016-04-21  

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