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2021 Fiscal Year Annual Research Report

非天然アミノ酸の導入を可能にする新型リボソーム翻訳系の構築

Research Project

Project/Area Number 18H02080
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

加藤 敬行  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (90567760)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Keywordsペプチド医薬 / 翻訳 / tRNA / 非天然アミノ酸 / リボソーム
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、リボソーム翻訳系を人工的に改変することによりD-アミノ酸、β-アミノ酸、γ-アミノ酸、N-メチルアミノ酸等の特殊骨格を持つ非天然アミノ酸のペプチド鎖中への導入を目指した。今年度は、アミノアシル-tRNAのT-ステム領域の配列を最適化することにより、N-メチルアミノ酸の導入効率の向上に成功した。また、翻訳因子の1つであるEF-GがD-アミノ酸の連続導入の際にペプチドのトランケーションを生じさせることを明らかにし、D-アミノ酸導入において翻訳系中のEF-Gの濃度を最適化することが必要であることを示した。
さらに、環状β-アミノ酸の一種である2-aminobenzoic acidと3-aminothiophene-2-carboxylic acidおよび2種類のD-アミノ酸を導入した大環状ペプチドライブラリの構築に成功し、RaPID display法を用いて2種類の標的タンパク質(FXIIaおよびIFNGR1)に対する阻害剤ペプチドのセレクションを行った。その結果、FXIIaおよびIFNGR1に対する強力な阻害剤を取得することに成功した。いずれの阻害剤ペプチドにおいても2-aminobenzoic acidおよび3-aminothiophene-2-carboxylic acidが阻害活性に寄与しており、なおかつペプチドの血中安定性の向上にも寄与していることが確認された。これらのβ-アミノ酸は剛直な環状構造を持つことからペプチドのターン構造を強く誘起することが知られており、今後フォルダマーペプチドの新しいビルディングブロックとして活用できることが期待される。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (10 results)

All 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 5 results) Presentation (2 results)

  • [Int'l Joint Research] IECB(フランス)

    • Country Name
      FRANCE
    • Counterpart Institution
      IECB
  • [Journal Article] Drop-off-reinitiation triggered by EF-G-driven mistranslocation and its alleviation by EF-P2022

    • Author(s)
      Tajima Kenya、Katoh Takayuki、Suga Hiroaki
    • Journal Title

      Nucleic Acids Research

      Volume: 50 Pages: 2736~2753

    • DOI

      10.1093/nar/gkac068

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] In Vitro Selection of Foldamer-Like Macrocyclic Peptides Containing 2-Aminobenzoic Acid and 3-Aminothiophene-2-Carboxylic Acid2022

    • Author(s)
      Katoh Takayuki、Suga Hiroaki
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 144 Pages: 2069~2072

    • DOI

      10.1021/jacs.1c12133

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Consecutive Ribosomal Incorporation of α-Aminoxy/α-Hydrazino Acids with D/L-Configurations into Nascent Peptide Chains2021

    • Author(s)
      Katoh Takayuki、Suga Hiroaki
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 143 Pages: 18844~18848

    • DOI

      10.1021/jacs.1c09270

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] In Vitro Selection of Thioether-Closed Macrocyclic Peptide by Means of the RaPID System2021

    • Author(s)
      Katoh Takayuki、Goto Yuki、Suga Hiroaki
    • Journal Title

      Methods in Molecular Biology

      Volume: 2371 Pages: 247~259

    • DOI

      10.1007/978-1-0716-1689-5_13

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Uniform affinity-tuning of N-methyl-aminoacyl-tRNAs to EF-Tu enhances their multiple incorporation2021

    • Author(s)
      Iwane Yoshihiko、Kimura Hiroyuki、Katoh Takayuki、Suga Hiroaki
    • Journal Title

      Nucleic Acids Research

      Volume: 49 Pages: 10807~10817

    • DOI

      10.1093/nar/gkab288

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Macrocyclic peptides exhibit antiviral effects against influenza virus HA and prevent pneumonia in animal models2021

    • Author(s)
      Saito Makoto、Itoh Yasushi、Yasui Fumihiko、Munakata Tsubasa、Yamane Daisuke、Ozawa Makoto、Ito Risa、Katoh Takayuki、et al.
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 12 Pages: 2654

    • DOI

      10.1038/s41467-021-22964-w

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] In Vitro Selection of Macrocyclic D/L-Hybrid Peptides against Human EGFR2021

    • Author(s)
      Imanishi Sayaka、Katoh Takayuki、Yin Yizhen、Yamada Mituhiro、Kawai Marina、Suga Hiroaki
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 143 Pages: 5680~5684

    • DOI

      10.1021/jacs.1c02593

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 細胞膜透過型Helixペプチドライブラリーの構築とその薬剤候補探索への適用2022

    • Author(s)
      大城 裕亮・加藤 敬行・菅裕明
    • Organizer
      日本化学会
  • [Presentation] In vitro selection of antibiotic peptides that inhibit the bacterial ribosome2022

    • Author(s)
      Rei Takahashi, Takayuki Katoh, Axel Innis, Hiroaki Suga
    • Organizer
      日本化学会

URL: 

Published: 2022-12-28  

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