遷移金属化学のケミカルバイオロジーへの展開

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K20591
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 袖岡 幹子 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 主任研究員 (60192142)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): どど 孝介 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 専任研究員 (20415243)
• Project Period (FY): 2020-07-30 – 2023-03-31
• Keywords: アフィニティー精製 / 修飾ペプチド / タグ / 遷移金属

Outline of Annual Research Achievements

アフィニティーラベリングによる生物活性分子の標的タンパク質や結合部位の決定は、生物活性分子にタグを導入し、修飾されたタンパク質やそれを酵素消化して得られるペプチドを検出・同定することによって行われる。しかし多量の非修飾ペプチドの共存下で目的とする修飾ペプチドを同定することは容易ではない場合も多く、同定の効率化のためには、タグを導入した生物活性分子でラベルされたペプチドを効率的に精製することが必要となる。一般的にはアルキンタグを標的化合物に導入し、クリック反応でアルキンにビオチンを導入したのちに精製を行うが、クリック反応後の精製操作でサンプルをロスしたり、導入したビオチンがペプチドを不溶化させたり、イオン化効率を悪くさせたりすることなどが問題としてあげられる。そこで本研究では遷移金属化学を利用することで、クリック反応などを用いずに直接タグ分子を精製する技術を開発する。
本年度は分子量の小さな官能基に対して親和性を示す遷移金属錯体を選び、様々な担体に固定化したビーズを調製して、これを用いて標的とする官能基を持つ分子を捕捉することができるかを検討した。その結果、いくつかの官能基に関して捕捉可能な金属錯体および固相担体が見出された。そこで、見出された官能基をタグとして導入したモデルペプチドを調製し、様々なペプチドが共存する条件から、タグを導入したペプチドを捕捉・精製する条件を探索した。いまだ条件検討の途中ではあるが、修飾ペプチドを捕捉可能な条件を見出すことに成功した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年度は計画通り、直接精製できるタグおよび遷移金属錯体の組み合わせを見出だし、固相担体を用いた実験系を確立することができた。

Strategy for Future Research Activity

今後は実際にペプチドを用いた実験系の検討を進める。実際の実験条件に近づけるために、様々なペプチドを含む混合物を調製し、その精製効率を詳細に調べることで最適な条件を見出す。また、最終目標として細胞から修飾ペプチドを精製することを視野に入れ、条件検討に適した実験系の構築も進める。

Causes of Carryover

本年度はコロナ対応により実験できる時間が十分に確保できなかったことから、来年度に予算を繰り越し、来年度以降集中して研究を進める。また、精製操作を自動化できる装置や追加の人員を確保するなども検討して研究の加速を計画する。