2017 Fiscal Year Research-status Report
光スイッチ機構を持つ低分子量G蛋白質Rasの開発と細胞内情報伝達の光制御
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15K07060
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| Research Institution | Soka University |
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Principal Investigator |
丸田 晋策 創価大学, 理工学部, 教授 (40231732)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 低分子量Gタンパク質 / 細胞内情報伝達 / Ras / フォトクロミック分子 / 光制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、RasとRasの制御因子の機械的な仕組みに光応答性のフォトクロミック分子を光スイッチ(制御ナノデバイス)として導入 して、Rasの機能を光可逆的に制御することを目的としている。
1. 効率の高い光可逆性を示すフォトクロミック誘導体架橋SOSペプチドの調製 効果的にRasの機能を制御するためにRasへの親和性が高い最適化したSOSペプチドのデザインと合成を行った。これまでに用いてきたペプチド1のN末とC末に親水性のアミノ酸であるアルギニンを導入したペプチド2, 3そして4を合成した。ペプチド2: RRFCGIYRLEALKACEAN-NH2, ペプチド3: RRFCGIYLTNALKTCEGN, ペプチド4:RRFCGIYLTNALKTCEGNRR-NH2
2. 新規水溶性二価架橋性アゾベンゼン誘導体(WSAB)のSOSペプチドへの導入 これまで用いてきたアゾベンゼン誘導体は、疎水性が強く導入したペプチドの水溶液への溶解度に問題があった。そこで、アゾベンゼ ンの芳香環にスルホン基が結合した水溶性の高いアゾベンゼン誘導体を用いて合成したペプチド1-4の架橋を行った。WSABはABDMとほぼ同程度の効率でペプチドに導入することができた。また、部分的に光異性化に伴う二次構造の変化が観察された。
3. 新規Ras阻害ペプチドへのアゾベンゼン誘導体の導入とGDP-GTP交換反応の光可逆的制御
ペプチド5: Ac-RRRRCPLYISYDPVCRRRR-NH2は、SOSによるRasのGDP-GTP交換反応を強く阻害することが報告されている。このペプチドの２つのシステイン残基をWSABで架橋した。WSAB架橋ペプチド5は、アゾベンゼンの光異性化で二次構造の変化を示さなかったが、光異性化に伴いSOSによるGDP-GTP交換反応を光可逆的に阻害することが示された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初計画していたSOSのRasの結合領域ペプチドに水溶性アミノ酸を導入して可溶性を上げることに成功した。また、新規水溶性アゾベンゼン誘導体をペプチドに導入して水溶性を上げたフォトクロミックペプチドのを調製することに成功している。
さらに、SOSペプチドと異なるアミノ酸配列を持つにもかかわらず、SOSによるRasのGDP-GTP交換反応を強く阻害する新規ペプチドに水溶性アゾベンゼン誘導体を導入して、光可逆的にGDP-GTP交換反応を制御できることを明らかにすることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
1. 水溶性を上げたフォトクロミックペプチドを用いて、SOSによるRasのGDP-GTP交換反応を光可逆的に制御することを試みる。
2. SOSによるRasのGDP-GTP交換反応に対して効果のあったフォトクロミックペプチドを用いて過去に確立している方法により、RAS/MAPKカスケードであるRAS/ RAF/MEK/ERK経路への光可逆的な影響を調べる。
3. SOSペプチドと異なるアミノ酸配列を持つにもかかわらず、SOSによるRasのGDP-GTP交換反応を強く阻害する新規ペプチドに水溶性アゾベンゼン誘導体を導入してものに関しても同様にRAS/MAPKカスケードであるRAS/ RAF/MEK/ERK経路への光可逆的な影響を調べる。
4. 合成したペプチドに、スピロピラン誘導体を導入してアゾベンゼン誘導体で実施した同様の実験を行い、効率の良いRas機能の光制御法の確立を試みる。
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| Causes of Carryover |
試料調製用のHPLCカラムを当該年度に購入する必要がなくなったため次年度使用学が生じた。翌年度において分取用カラムを購入する予定である。
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