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2012 Fiscal Year Annual Research Report

生物現象を制御する細胞間グリコシドシグナル分子の発見と生物有機化学

Research Project

Project/Area Number 23310147
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

上田 実  東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (60265931)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2014-03-31
Keywordsグリコシド / ジャスモン酸 / 就眠運動 / 標的タンパク質
Research Abstract

本年度は、配糖体型生理活性物質の標的同定に必須の機能性プローブ分子の合成を行い、標的精製を進めた。これらを用いることで、植膜上に局在する標的タンパク質とこれとは等電点の大きく異なる可溶性タンパク質(未同定)との複合体形成を促進することで機能を発現することを明らかにすることが出来た。
また、強心性ステロイド配糖体とそのアグリコンが、それぞれ異なる標的タンパク質に作用することが明らかになった。強心性ステロイド配糖体およびそのアグリコンを結合させたアフィニティー担体、および培養細胞系を用いるレポーターアッセイ系の使用によって、アグリコンの標的候補分子を発見した。親化合物が細胞膜上の酵素を標的とするのに対して、アグリコンの標的分子は全く異なることが明らかになった。
これらの結果は、申請者の提唱する"Glycosylation Switching"が、生物界に広くみられることを示すと共に、その分子的実体解明に繋がる重要な成果である。また、"Glycosylation Switching"は、ひとつの生理活性分子が複数の活性を持つ場合にその配糖体化が極めて重要な調節機構として機能することを示しており、未知の生理活性制御機構としてその解明が強く望まれる。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

本年度は懸案事項であった、標的タンパク質のアフィニティー精製に成功した。これによって、標的同定に必要なバリデーション実験へと研究を進めることが出来る。また、ジャスモン酸とその配糖体が別々の生理活性と受容体を有することを、物質レベルで実証することが出来るため、申請者の提唱する"Glycosylation Switching"の分子的実体解明に繋がる。
また、これらの成果をヒトに展開するために、ステロイド配糖体の研究を開始したが、これに関しても受容体解明の一里塚を越えた状態であり、のこりの年限において、ヒトにおける"Glycosylation Switching"の分子的実体解明に繋がる成果を上げることが出来ると期待している。

Strategy for Future Research Activity

昨年度までの研究において、配糖体型生理活性物質を中心とする"Glycosylation Switching"の分子的実体解明
のために必要な標的分子同定研究に大きな進展が見られた。すなわち、植物ホルモン配糖体分子は、膜上に局在
する標的タンパク質とこれとは等電点の大きく異なる可溶性タンパク質(未同定)との複合体形成を促進するこ
とで機能を発現し、また強心性ステロイド配糖体とそのアグリコンが、それぞれ異なる標的タンパク質に作用す
ることが明らかになった。最終年度となる本年度は、未同定の植物ホルモン配糖体可溶性標的タンパク質の精製と同定を進めると共に、標的のバリデーションに研究の中心をおいていきたい。バリデーションは、前者に関してはアフリカツメガエル卵母細胞系を用いたボルテージクランプ、後者に関してはノックダウン実験系の確立による。すでに予備的実験は終了しているが、機能を持ったタンパク質の発現など、実験的な困難もあり得るので、必要に応じて他の実験系の開発も行う予定である。また、おのおのの標的のリコンビナントタンパク質を発現させることで、詳細な結合データなどを取得することも必須である。
これらの実験を通じて、"Glycosylation Switching"の分子的実体となる、各標的タンパク質の同定を完了したい。

  • Research Products

    (13 results)

All 2013 2012

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (8 results) (of which Invited: 8 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Triazoyl-Phenyl Linker System Enhancing Aqueous Solubility of Molecular Probe and Efficiency in Affinity Labeling of Target Protein for Jasmonate Glucoside2013

    • Author(s)
      S. Tamura, S. Inomata, M. Ebine, T. Genji, I. Iwakura, M. Mukai, M. Shoji, T. Sugai, M. Ueda
    • Journal Title

      Bioorg. Med. Chem. Lett.

      Volume: 23 Pages: 188-193

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2012.10.124

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Stereoselective Construction of cis-Decalin Framework via Radical Domino Cyclization,2013

    • Author(s)
      E. Suzuki, M. Ueda, S. Ohba, T. Sugai, M. Shoji
    • Journal Title

      Tetrahedron Lett.

      Volume: 54 Pages: 1589-1592

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hybrid Stereoisomers of Compact Molecular Probes Based on Jasmonic Acid Glucoside: Syntheses and Biological Evaluations,2012

    • Author(s)
      M. Ueda, G. Yang, Y. Ishimaru, S. Tamura, T. Itabashi, K. Kiyota, S. Kuwahara, S. Inomata, M. Shoji, T. Sugai
    • Journal Title

      Bioorg. Med. Chem.,

      Volume: 20 Pages: 5832-5843

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Creation of Pure Nanodrugs and Their Anticancer Properties2012

    • Author(s)
      H. Kasai, T. Murakami, Y. Ikuta, Y. Koseki, K. Baba, H. Oikawa, H. Nakanishi, M. Okada, M. Shoji, M. Ueda, H. Imahori, M. Hashida
    • Journal Title

      Angew. Chem. Int. Ed.

      Volume: 51 Pages: 10315-10318

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] "Glycosylation Switching"による天然物リガンドの活性制御2013

    • Author(s)
      上田実
    • Organizer
      日本化学会第93春期年会特別企画
    • Place of Presentation
      滋賀
    • Year and Date
      2013-03-22
    • Invited
  • [Presentation] “Glycosylation Switching”: Glycosylation regulates mode-of-action of bioactive natural products2012

    • Author(s)
      上田 実
    • Organizer
      3rd International Symposium on Creation of Functional Materials-Life Science and Materials-
    • Place of Presentation
      筑波
    • Year and Date
      20121211-20121211
    • Invited
  • [Presentation] 配糖体型天然物リガンドのケミカルバイオロジーに見る活性制御の新戦略2012

    • Author(s)
      上田 実
    • Organizer
      後期(秋期)有機合成化学講習会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20121120-20121120
    • Invited
  • [Presentation] Chemical Biology of Naturally Occurring Glycosides: "Glycosylation Switching"2012

    • Author(s)
      上田 実
    • Organizer
      The International Symposium on Chemical Biology of Natural Products
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      20121031-20121031
    • Invited
  • [Presentation] 天然物ケミカルバイオロジー:配糖体リガンドの新しい機能2012

    • Author(s)
      上田 実
    • Organizer
      早稲田大学FBT生物学・化学・情報科学融合のための戦略的先進理工学研究基盤の形成
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20120919-20120919
    • Invited
  • [Presentation] Chemical Biology of Glycoside Natural Products2012

    • Author(s)
      上田 実
    • Organizer
      Chemical Biology of Glycoside Natural Products, The Second Asian Chemical Biology Conference (ACBC2)
    • Place of Presentation
      沖縄
    • Year and Date
      20120708-20120708
    • Invited
  • [Presentation] 天然物ケミカルバイオロジー:生物現象と天然物リガンド2012

    • Author(s)
      上田 実
    • Organizer
      名古屋大学IGERグリーン自然科学レクチャー
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      20120612-20120612
    • Invited
  • [Presentation] 配糖体型天然物リガンドのケミカルバイオロジーに見る活性制御の新戦略2012

    • Author(s)
      上田実
    • Organizer
      生命医薬情報学連合大会
    • Place of Presentation
      千葉
    • Year and Date
      2012-10-14
    • Invited
  • [Book] A. Volkov eds. “Plant Electrophysiology Signaling and Responses”2012

    • Author(s)
      Y. Ishimaru, S. Hamamoto, N. Uozumi, and M. Ueda
    • Total Pages
      pp. 125-142
    • Publisher
      Springer-Verlag

URL: 

Published: 2014-07-24  

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