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2020 Fiscal Year Annual Research Report

結合タンパク質の網羅的な解析を指向したタンパク質ラベル化法の開発

Research Project

Project/Area Number 18J21621
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

對馬 理彦  東京工業大学, 生命理工学院, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2018-04-25 – 2021-03-31
Keywordsタンパク質ラベル化 / Ru光触媒 / 有機光触媒 / タンパク質-タンパク質相互作用 / 分子標的同定
Outline of Annual Research Achievements

前年度までに、アフィニティービーズ上で有機光触媒のスクリーニングを行った。従来まで用いていたRu/dcbpy錯体には効率は劣るものの、Acriflavin、BODIPY、Coumarinなど蛍光プローブとして汎用される種々の分子がタンパク質ラベル化触媒となることを見出した。これらの有機光触媒は十分な細胞膜透過性を有する。このことから上記で見出した光触媒は生きた細胞内でタンパク質をラベル化できるポテンシャルを秘めている。モデル系として、HEK293FT細胞中膜上にHaloTag-TM(Transmembrane domain of PDGFR)を遺伝子工学的に強制発現させた。このHaloTagに対して前年度に見出されてきた有機光触媒を共有結合で連結し、可視光照射条件下、HaloTag-TMのラベル化を試みた。平面性かつカチオン性を有するAcriflavinを用いることで、HaloTag上で解析対象タンパク質や相互作用タンパク質を効率よくラベル化することに成功した。Acriflavine光触媒を用い、10 nm程度の直径のタンパク質含有複合体nucleosomeに対して本ラベル化法を適用した。H2BをPOIとしたラベル化を実施したところ、細胞内環境においてもacriflavineはHaloTag-POI上で近接ラベル化反応を可能にすることが明らかとなった。本法は1分間の可視光照射という迅速かつ温和な条件で、従来法よりも局所的空間でPOIおよび相互作用タンパク質をラベル化できる。そのため、本法によってH2Bの関連タンパク質やH2Bと非常に近い距離に存在するH2Aの関連タンパク質を選択的にラベル化できることが明らかとなった。本研究で開発したラベル化法は6 nmのラベル化半径もつことから細胞内微小環境における隣接したPPIを高精度に解析できる初めての手法である。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (5 results)

All 2021 2020 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (3 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Target Protein Identification on Photocatalyst-Functionalized Magnetic Affinity Beads2020

    • Author(s)
      對馬理彦、佐藤伸一、中根啓太、中村浩之
    • Journal Title

      Current Protocols in Protein Science

      Volume: 101 Pages: 1-25

    • DOI

      10.1002/cpps.108

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Development of photocatalyst-proximity protein labeling for profiling protein-protein interaction in intracellular microenvironment2021

    • Author(s)
      對馬理彦、佐藤伸一、中村浩之
    • Organizer
      日本化学会第101回年会
  • [Presentation] タンパク質-タンパク質相互作用の解析を志向した細胞内触媒近接ラベル化の開発2020

    • Author(s)
      對馬理彦、佐藤伸一、中村浩之
    • Organizer
      第64回日本薬学会関東支部大会
  • [Presentation] リガンド連結型有機光触媒を用いた標的タンパク質の酸化的不活性化と抗腫瘍活性2020

    • Author(s)
      對馬理彦、Wen Yijin、津賀雄輝、金森功吏、湯浅英哉、中村浩之
    • Organizer
      LASER WEEK IN KOCHI 2020
  • [Remarks] 中村・岡田研ホームページ

    • URL

      https://syn.res.titech.ac.jp/

URL: 

Published: 2021-12-27  

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