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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Development and characterization of small molecules that regulate clock protein function for analysis of the circadian clock mechanism

Research Project

Project/Area Number 15H05590
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

廣田 毅  名古屋大学, トランスフォーマティブ生命分子研究所, 特任准教授 (50372412)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords概日時計 / 時計タンパク質 / PER / CRY / タンパク質分解 / タンパク質相互作用 / 低分子化合物 / ケミカルバイオロジー
Outline of Annual Research Achievements

概日時計は分子から個体の各階層を時間・空間的に統合して生理現象の日内リズムを生み出す。申請者は低分子化合物を用いたアプローチが時計タンパク質CRYの特異的かつ定量的な操作と解析に有効であることを見出した。この知見に基づき本研究では概日時計の周期制御に中心的な役割を果たすPERとCRYの安定性および複合体形成に焦点を当て、これらのプロセスを狙った機能調節化合物を開発する。さらにSUMO化修飾に注目した解析を行う。独自のツールを用いて概日時計の発振機構の本質的な制御過程を明らかにすると共に自在な機能操作を目指す。本年度は、これまでにセットアップした細胞ベースのアッセイ系を用いて化合物スクリーニングを行い、PER2-LUCやCRY1-LUCのレポーター強度を上昇させる、ならびにPER2-LUC/NとCRY1-LUC/Cの相互作用レポーターの強度を変化させる複数の候補化合物を見出した。これらの化合物の機能解析を進め、CRY1に選択的に作用する全く新しい化合物を発見した。CRY1とCRY2はアミノ酸配列がたいへんよく似ているため、これらを選択的に制御する分子は非常にユニークであるが、選択性がどのように達成されるのかは全くの謎である。この化合物はCRY1とCRY2の機能的な違いを理解するための有用なツールとなるに違いない。並行して、CRYのSUMO化サイトの探索を行った。変異体の解析からは候補サイトを絞り込むことができず、in vitro SUMO化の系をスケールアップし、質量分析を用いてSUMO化サイトの同定を試みた。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (6 results)

All 2018 2017 Other

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Conformational dynamics of human protein kinase CK2α and its effect on function and inhibition.2018

    • Author(s)
      Srivastava, A., Hirota, T., Irle, S., and Tama, F.
    • Journal Title

      Proteins

      Volume: 86 Pages: 344-353

    • DOI

      10.1002/prot.25444

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Global rise of potential health hazards caused by blue light-induced circadian disruption in modern aging societies.2017

    • Author(s)
      Hatori,M., Gronfier, C., Van Gelder, R.N., Bernstein, P.S., Carreras, J., Panda, S., Marks, F., Sliney, D., Hunt, C.E., Hirota, T., Furukawa, T. and Tsubota, K.
    • Journal Title

      NPJ Aging Mech. Dis.

      Volume: 3 Pages: 9

    • DOI

      10.1038/s41514-017-0010-2

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Identification of CRY1/CRY2 selective compounds2018

    • Author(s)
      Aikawa, Y. Kay, S.A., Hirota, T.
    • Organizer
      12th Annual Salk Institute, Fondation IPSEN, and Science Symposium on Biological Complexity
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Chemical and structural biology approaches to understand molecular mechanism underlying 24-hour period of mammalian circadian clock2017

    • Author(s)
      Hirota, T.
    • Organizer
      第55回日本生物物理学会年会
    • Invited
  • [Presentation] ケミカルバイオロジーによる24時間の創出原理の分子研究2017

    • Author(s)
      廣田 毅
    • Organizer
      第24回日本時間生物学会学術大会
    • Invited
  • [Remarks] 名古屋大学トランスフォーマティブ生命分子研究所Kay-廣田グループ

    • URL

      http://www.itbm.nagoya-u.ac.jp/ja/kay-hirota_group/

URL: 

Published: 2018-12-17  

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