2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of fluorescent sensor protein to monitor the intracellular environment
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15K14229
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
久堀 徹 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (40181094)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 蛍光タンパク質 / チオレドキシン / FRET / BRET / 環境センサー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、近年の蛍光タンパク質利用技術、及び、その検出機器の発展を最大限に活用し、生体内の変化をリアルタイムモニターすることを目指して、当研究室で既に作成に成功している環境応答型蛍光タンパク質の開発実績を踏まえ、細胞内の代謝系の変化を直接モニターすることの出来る新規細胞内環境モニター蛍光タンパク質の技術開発を実施した。特に注目したのは、細胞内のレドックス変化のモニターと生体内低分子代謝産物のモニターである。①酸化還元物質を検知して蛍光が変わるタンパク質としては、既に開発した酸化によって蛍光消光を示すOba-Q、及び、還元によって蛍光消光をするRe-Qの分子設計を基本として、新規に細胞内のレドックスを検知するシステム開発を行った。その結果、細胞内の酸化還元変化を中心的に他のタンパク質に伝達するチオレドキシンの酸化還元状態をモニターする新規蛍光センサータンパク質THISの開発に成功した。このタンパク質は、チオレドキシンによって特異的に還元され構造変化するタンパク質の部分配列を利用して、励起・蛍光は長の異なる二種類の蛍光タンパク質を接続しFRETを誘導するもので、部分配列の工夫により、植物葉緑体の二種類の主要なチオレドキシンアイソフォームであるｆ型とｍ型の酸化還元状態を特異的に見分けることに成功した。このユニークなタンパク質を、シアノバクテリアや緑色植物葉緑体内に導入し、in situでのリアルタイム観察を進めている。②生体内低分子の動態を検知して蛍光が変化するタンパク質の開発については、アデニンヌクレオチド、グルタチオン、および、関連低分子に対して親和性を持ち蛍光が変化するタンパク質の作成を試みているが、充分な蛍光変化を示すタンパク質は得られなかった。
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Research Products
(2 results)
