核酸アプタマーを利用した対象タンパク質の“超”選択的蛍光ラベル化

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26810091
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 山口 卓男 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 助教 (80596601)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: タンパク質化学修飾 / 核酸アプタマー / アフィニティーラベル化 / 蛍光ラベル化

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では、対象タンパク質を選択的に蛍光ラベル化することのできる革新的なプローブ分子の創出を目指している。当初研究計画において、「対象タンパク質を特異的に認識する核酸アプタマー」と「近接したタンパク質を選択的に蛍光ラベル化することのできる反応性標識基」をリンカーでつないだ連結分子をプローブ分子として設計している。昨年度は、肝細胞増殖因子受容体（c-Met）を対象とした核酸アプタマーと当初研究計画で設計した反応性標識基について、それぞれ合成を達成した。本年度は、当初研究計画の通り、核酸アプタマーと反応性標識基を連結し、肝細胞増殖因子受容体のラベル化実験を行う予定であった。
まず、研究計画の通り核酸アプタマーと反応性標識基の連結実験を実施した。しかし、予想に反して目的の連結分子を純度良く得ることは困難であった。これは、反応性標識基の化学的な不安定性のためであると考えた。そこで、安定性が高いと予想される反応性標識基を再度設計し合成を行った。合成した反応性標識基について、望みのタンパク質を選択的に蛍光ラベル化するのに適した反応性をもつか、緩衝液中で安定であるか等、まずは低分子リガンドに連結して評価を行った。その結果、新たに設計した反応性標識基は優れた反応性と安定性を有することが明らかになった。今後、本反応性標識基と核酸アプタマーを連結し、対象タンパク質の“超”選択的蛍光ラベル化を実現したいと考えている。
本年度は、核酸分子、蛍光分子、タンパク質ラベル化に関する成果について、論文発表および学会発表を行った。

Research Products

• [Journal Article] Three-Dimensional QSAR Analysis and Design of New 1,2,4-Oxadiazole Antibiotics (2016)
  • Author(s): Erika Leemans, Kiran V. Mahasenan, Malika Kumarasiri, Edward Spink, Derong Ding, Peter I. O’Daniel, Marc A. Boudreau, Elena Lastochkin, Sebastian A. Testero, Takao Yamaguchi, Mijoon Lee, Dusan Hesek, Jed F. Fisher, Mayland Chang, Shahriar Mobashery
  • Journal Title: Bioorg. Med. Chem. Lett. Volume: 26 Pages: 1011-1015
  • DOI: 10.1016/j.bmcl.2015.12.041
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synthesis and properties of 2’-O,4’-C-spirocyclopropylene bridged nucleic acid (scpBNA), an analogue of 2’,4’-BNA/LNA bearing a cyclopropane ring (2015)
  • Author(s): Takao Yamaguchi, Masahiko Horiba, Satoshi Obika
  • Journal Title: Chem. Commun. Volume: 51 Pages: 9737-9740
  • DOI: 10.1039/C5CC02024G
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Synthesis and fluorescence properties of 4-diarylmethylene analogues of the green fluorescent protein chromophore (2015)
  • Author(s): Masahiro Ikejiri, Kousuke Matsumoto, Hiraku Hasegawa, Daisuke Yamaguchi, Moe Tsuchino, Yoshiko Chihara, Takao Yamaguchi, Kazuto Mori, Takeshi Imanishi, Satoshi Obika, Kazuyuki Miyashita
  • Journal Title: Tetrahedron Volume: 71 Pages: 4987-4998
  • DOI: 10.1016/j.tet.2015.05.073
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Exploration of the Structure-Activity Relationship of 1,2,4-Oxadiazole Antibiotics (2015)
  • Author(s): Derong Ding, Marc A. Boudreau, Erika Leemans, Edward Spink, Takao Yamaguchi, Sebastian A. Testero, Peter I. O’Daniel, Elena Lastochkin, Mayland Chang, Shahriar Mobashery
  • Journal Title: Bioorg. Med. Chem. Lett. Volume: 25 Pages: 4854-4857
  • DOI: 10.1016/j.bmcl.2015.06.044
  • Peer Reviewed
• [Presentation] アジドフタルイミドを発蛍光性光反応基とする新規アフィニティーラベル化法の開発 (2016)
  • Author(s): 千葉幸介、橋本祐一、山口卓男
  • Organizer: 日本薬学会 第136回年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • Year and Date: 2016-03-26 – 2016-03-29
• [Presentation] 新規PPARαアゴニストの探索と構造展開、およびhACC2阻害活性評価 (2015)
  • Author(s): 岡崎翔吾、境太希、谷内出友美、石川稔、橋本祐一、山口卓男
  • Organizer: 第33回 メディシナルケミストリーシンポジウム
  • Place of Presentation: 幕張国際研修センター（千葉県・千葉市）
  • Year and Date: 2015-11-25 – 2015-11-27
• [Presentation] Synthesis and properties of oligonucleotides containing 2’-O,4’-C-spirocyclopropylene bridged nucleic acids (scpBNA) having pyrimidine bases (2015)
  • Author(s): Masahiko Horiba, Takao Yamaguchi, Reiko Waki, Satoshi Obika
  • Organizer: SKO Symposium 2015
  • Place of Presentation: Seoul National University（韓国・ソウル市）
  • Year and Date: 2015-11-16 – 2015-11-18
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Specific Fluorescence Labeling of a Target Protein Utilizing a Single, Small, Non-Fluorescent Unit (2015)
  • Author(s): Takao Yamaguchi, Kosuke Chiba, Yuichi Hashimoto, Kosuke Dodo, Miwako Asanuma, Mikiko Sodeoka
  • Organizer: Tokyo-LUM Symposium
  • Place of Presentation: Ludwig-Maximilians-Universitat（ドイツ・バイエルン州・ミュンヘン市）
  • Year and Date: 2015-10-28 – 2015-10-29
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] スピロシクロプロパン構造を導入した新規架橋型人工核酸の合成と物性評価 (2015)
  • Author(s): 堀場昌彦、山口卓男、小比賀聡
  • Organizer: 第41回 反応と合成の進歩シンポジウム
  • Place of Presentation: 近畿大学 11月ホール（大阪府・東大阪市）
  • Year and Date: 2015-10-26 – 2015-10-27
• [Remarks] 東京大学分子細胞生物学研究所 生体有機化学研究分野
  • URL: http://www.iam.u-tokyo.ac.jp/chem/IMCB-8ken-HP/Index.html