2016 Fiscal Year Annual Research Report
Fluorescence screening and imaging by chemical probes for detecting histone deacetylases/demethylases activity
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16K13099
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
菊地 和也 大阪大学, 工学研究科, 教授 (70292951)
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2016-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 蛍光プローブ / ヒストン脱アセチル化酵素 / リジン脱メチル化酵素 / エピゲノム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究ではヒストン脱アセチル化酵素（HDAC）および脱メチル化酵素（KDM）活性検出のための新規蛍光プローブを開発する。HDACはヒストンや転写因子上のアセチル化リジンを脱アセチル化する。またKDMは近年発見された酵素であり、ヒストンや転写因子上のメチル化リジンを脱メチル化する。HDAC・KDMは癌・疾患の発病に深く関与しており、医薬品開発の標的酵素として注目されており、1ステップで検出可能な方法が強く求められている。
われわれはこれまでHDACプローブを開発する過程で、分子内トランスエステル化反応を検出原理としたプローブK4(Ac)CCBの開発に成功してきた。この原理ではアセチル化されている状態ではリジンの求核性は有していないが、脱アセチル化により生成するリジンが分子内のカルボネート部位を求核攻撃することで、蛍光性のクマリンが生成し蛍光が上昇する。本原理は脱メチル化酵素の活性にも応用可能であり、トリメチル体では求核性がなく、脱メチル化によって求核性のあるメチル化リジンが生成することでトランスエステル化反応が進行し蛍光検出が可能であると期待し設計を行った。ヒストンH3の配列を元に基質となるメチル化リジンを有するペプチドを合成し、レポーターとなる色素を導入することでプローブの合成を達成した。種々の脱メチル化酵素を試し、脱メチル化が起こることをHPLCによって確認した。また、その後のトランスエステル化反応により蛍光性のクマリン色素が遊離することも確認できた。実際にプローブとKDMを混合したところ、蛍光の上昇が観察された。従来法では不可能であった1ステップの操作で、KDM酵素活性を簡便・迅速に蛍光検出する手法を確立した。
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[Journal Article] Fabrication of ‘Clickable’ Polyfluorene Nanowires with High Aspect Ratio as Biological Sensing Platforms2016
Author(s)
T. Wasin, K. Enomoto, T. Sakurai, V. Padalkar, H. Cheng, M. Tang, A. Horio, D., Sakamaki, M. Omichi, A. Saeki, K. Kikuchi, Y. Hori, A. Chiba, Y. Saito, T. Kamiya, M. Sugimoto, S. Seki
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Journal Title
ACS Sensors
Volume: 6
Pages: 766-774
DOI
Peer Reviewed
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