2020 Fiscal Year Research-status Report
Method for efficient synthesis of chemically functionalization proteins and application for biology research
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19K15705
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
大石 俊輔 名古屋大学, トランスフォーマティブ生命分子研究所, 特任助教 (80707795)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | タンパク質化学 / ペプチド化学 / ケミカルバイオロジー / 有機合成化学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
化学合成タンパク質のLate-Stage Functionalization法を開発し、構造が均一な様々な修飾タンパク質を系統的、網羅的に合成することを目的とした。タンパク質を化学的に全合成し、側鎖官能基の反応性を制御することで完全に均一な構造の修飾タンパク質を得ることが本研究の特徴である。また、このときフォールディング後の活性タンパク質に対し修飾を行い修飾の前後でタンパク質の立体構造を保持し、修飾後に複雑な精製操作無しで生物学実験 に適応できる手法の開発を目指した。特に本研究では生物学的手法では合成が困難なシステインリッチタンパク質(CRP)を標的としている。CRPは抗菌作用、神経毒性、脂質輸送、植物ホルモンなど様々な機能を持つタンパク質ファミリーである。本研究計画では化学合成手法の開発のみにとどまらず、生命科学研究者との共同研究により生命科学研究への展開を目指す。
本年度は計画に基づき、植物性のCRPである植物表皮パターン形成因子の化学修飾を行った。フォールディングした活性タンパク質の構造を損なうことなく修飾を行うことに成功した。得られた種々のラベル化タンパク質は生命科学研究者との共同研究によりバイオイメージング実験に利用した。
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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
企画した通り、修飾タンパク質を効率よく合成することに成功した。システインリッチタンパク質として3種のタンパク質に効率よく修飾を行うことができたことから、汎用性についても確認することができたと考えている。これらのことから、現在までの進捗状況は、「おおむね順調に進展している」と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
修飾タンパク質の合成法を開発することができた。今後は生命科学研究者との議論の中から、生命科学研究への応用に有用な化学修飾を導入し、実際に生命科学の問題に取り組む。バイオイメージングへの応用としては蛍光特性が異なる様々な蛍光色素について合成を行う。またゲルへの担持により、アフィニティカラムの作成を行いプルダウン、プロテオミクス解析へと応用する。固相への担持に関しては、標的タンパク質との相互作用の低下も懸念されるため、PEG鎖などのスペーサーを導入する。
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| Causes of Carryover |
タンパク質の合成法の開発としては計画通りに研究を行うことができた。生命科学研究への応用としてより実践的な修飾構造の導入と共同研究を追加で行うことにより、本合成法の有用性について実証することとした。
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