2015 Fiscal Year Research-status Report
反応性核酸を用いた部位特異的リジン残基ラクタム化による蛋白質への機能導入
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26410181
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
麻生 真理子 九州大学, 薬学研究科(研究院), 准教授 (30201891)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 蛋白質 / リジン / 修飾 / DNA / 蛍光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
リジン修飾核酸を用いたDNA複製開始蛋白質の部位特異的リジン残基修飾：還元条件下、リジン修飾核酸と大腸菌複製開始蛋白質DnaA の反応により、DNAに近接するリジン残基の部位特異的修飾に成功した。本反応によりDNAリン酸ジエステル部分に接近する蛋白質リジン残基の特定など、蛋白質研究への応用の可能性を示した。
DNA結合性蛋白質のターンオン型部位特異的リジン残基蛍光修飾：中性条件下一級アミンと効率よく反応し、蛍光性ラクタム（5,6-dimethoxy-3-methyleneisoindolin-1-one）を形成する反応性基をDNAに導入し、DnaA 中のDNAに近接するリジン残基のターンオン型リジン蛍光修飾を検討した。まず、DnaA のDNA結合領域のみの蛍光修飾を行い、蛋白質の酵素消化、質量分析により、DNAと隣接するリジン残基が修飾されたと決定した。DnaAの蛍光修飾も進行し、本研究で開発した反応性核酸が、DNA結合性蛋白質ターンオン型部位特異的リジン残基蛍光修飾に応用可能なことを示した。本反応で生成する蛍光性ラクタムは、蛍光性フタルイミドの酸素isostere である。pH 8ではフタルイミドより安定で、生体応用での有用性が示唆された。
蛍光性ラクタムの開発：電子供与性置換基を持つ3-methyleneisoindolin-1-oneの合成と物性研究を行った。6-ジメチルアミノ体及び、7-ヒドロキシ体を合成した。6-ジメチルアミノ体は、蛍光ソルバトクロミズムを示した。また7-ヒドロキシ体は他の誘導体より長波長の蛍光を示した。
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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
還元条件下、リジン修飾核酸を用いたDNA複製開始蛋白質の部位特異的リジン残基修飾に成功した。また、DNA結合性蛋白質のターンオン型部位特異的リジン残基蛍光修飾ではジメトキシ誘導体による蛋白質蛍光修飾に成功した。蛍光ソルバトクロミズムを示す、ジメチルアミノ体については現在安定性評価を行っている。また誘導体のうち最も長波長の蛍光を示す、ヒドロキシ体については合成に成功した。
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| Strategy for Future Research Activity |
ターンオン型リジン蛍光修飾を行う核酸誘導体の合成と評価：ジメチルアミノ体による、蛋白質リジン残基修飾の検討を行う。また長波長の蛍光を示す、ヒドロキシ体の物性研究、蛋白質リジン残基修飾を行う。
生体分子公用可能なラクタムの官能基特異的反応：テトラゾールへの光照射により生成するニトリルイミンとの1,3-双極子反応を蛋白質への機能導入に応用する。
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