2015 Fiscal Year Research-status Report
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15KT0071
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
川上 隆史 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 創薬分子プロファイリング研究センター, 研究員 (60638881)
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| Project Period (FY) |
2015-07-10 – 2018-03-31
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| Keywords | DIVERSEシステム / PUREシステム / cDNAディスプレイ / ペプチドタグ / タンパク質ラベリング / バイオイメージング / 蛍光イメージング / 蛍光プローブ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（ポリ）ペプチドタグと低分子の反応などの生体分子関連化学反応の創製は、化学反応の遷移状態制御の機構解明において非常に重要である。
これまでに、低分子との反応を介して特定タンパク質をラベルするための様々なペプチドタグ（sortase基質ペプチドタグ、トランスグルタミナーゼ基質ペプチドタグ等）が報告されているが、天然に既に存在するタンパク質の改変や、メカニズムに基づいたデザイン、ファージディスプレイ等の細胞系分子進化のいずれかによって開発されてきている。
本研究では、数十兆種類という多様（diverse）な（ポリ）ペプチドタグライブラリーからの超高速スクリーニングを可能にする無細胞系の分子進化により、タンパク質ラベリング用ポリペプチドタグを創製する新システム（DIVERSEシステム：Directed In Vitro Evolution of Reactive peptide-tags via Sequential Enrichment）を開発し、非酵素的に共有結合でラベリングするペプチドタグのde novo創製を達成した。そして創製したペプチドタグを用いて、様々な蛍光プローブによるタンパク質ラベリングや生細胞内タンパク質のバイオイメージングへの応用を実証した（Kawakami et al., Chemisty & Biology, 22, 1671-1679, (2015)）。
DIVERSEシステムは、新規ペプチドタグのde novo創製に限らず、数十兆種類のポリペプチドタグライブラリーからの超高速スクリーニングを介した、既存ポリペプチドタグの配列最適化等への応用も期待することができる。
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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
ポリペプチドタグと低分子等の反応の創製を可能にするDIVERSEシステムの開発に成功し、非酵素的に共有結合でタンパク質ラベリングするペプチドタグのde novo創製を達成したため。そして創製したペプチドタグを用いて、様々な蛍光プローブによるタンパク質ラベリングや生細胞内タンパク質のバイオイメージングへの応用を実証したため。
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| Strategy for Future Research Activity |
創製したペプチドタグと低分子の間の新規化学反応について、その遷移状態制御の機構解明を推進する。
またDIVERSEシステムを用いて、既存ポリペプチドタグの技術を有する研究者と、ポリペプチドタグ配列最適化に関する共同研究も推進する。
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| Causes of Carryover |
研究計画が順調に進んだため、計画よりも研究費を抑えることが可能となった。また、所属機関の共用機器が使用可能となったため、計画よりも研究費を抑えることが可能となった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
引き続き、細胞生物学実験試薬・器具、有機合成化学実験試薬・器具などの物品費、学会発表のための旅費等として使用する計画である。
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