タンパク質の非平衡状態構造解析を可能にするケミカル光制御法の開発
| Project Area | Non-equilibrium-state molecular movies and their applications |
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| Project/Area Number |
19H05778
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Complex systems
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
清中 茂樹 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (90422980)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
永澤 秀子 岐阜薬科大学, 薬学部, 教授 (90207994)
古田 寿昭 東邦大学, 理学部, 教授 (90231571)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥133,640,000 (Direct Cost: ¥102,800,000、Indirect Cost: ¥30,840,000)
Fiscal Year 2022: ¥25,740,000 (Direct Cost: ¥19,800,000、Indirect Cost: ¥5,940,000)
Fiscal Year 2021: ¥25,220,000 (Direct Cost: ¥19,400,000、Indirect Cost: ¥5,820,000)
Fiscal Year 2020: ¥26,650,000 (Direct Cost: ¥20,500,000、Indirect Cost: ¥6,150,000)
Fiscal Year 2019: ¥30,290,000 (Direct Cost: ¥23,300,000、Indirect Cost: ¥6,990,000)
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| Keywords | ケミカルバイオロジー / ケージド化合物 / 光制御 / ケージド |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、ケミカルバイオロジー手法を駆使して、光応答能を有さない酵素・受容体に対する「ケミカル光制御法」を開発する。具体的には、光照射で活性種を産生できる光作動性ケージド化合物、タンパク質ケミカルラベル、ピコ秒の反応速度で光異性化するフォトクロミック分子などのケミカルバイオロジー的手法により、観測したい反応時間に適したタンパク質のケミカル光制御法を開発する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
タンパク質ケミカルラベルに関しては、清中（研究代表者）は、昨年度に開発を進めたbio-orthoogonal two-stepラベル化を用いて、神経細胞におけるAMPA型グルタミン酸受容体の動態を精密に解析することに成功した。また、NMDA型グルタミン酸受容体の解析にも適用拡大し、論文としてまとめた。また、AMPA受容体リガンド認識部位をタンパク質マトリックスとして利用した化学反応の高速分子動画撮像に関する研究も着手し、ケージド型AMPA受容体アンタゴニストの設計および合成を行った。
古田（分担研究者）は、これまでに自身が進めてきたケージド化合物の合成・物性評価の結果を活用し、ケージド化合物のモジュール化を行い、光化学的性質の改変のための設計および合成に着手した。このうち、予め選択した酵素によって光反応性のスイッチングができるケージド化合物について論文にまとめた。永野班の溝端先生との共同研究として、RuBisCOの反応素過程解析に供するケージドCO2を合成して提供した。並行してその光反応性の解析を行い、目的に適う化合物の開発を進めるための知見を蓄積した。ケージングできる化合物のレパートリーを増やすため、各種酵素阻害剤、および、受容体リガンドのケージド化合物を合成した。
永澤（研究分担者）は、プロテアーゼ活性化型受容体（PAR）を標的とする創薬研究を進めてきた。その知見に基づき、本年度は、PAR１のアロステリックモジュレーターpepducin作用部位の化学標識プローブ候補化合物の合成を達成した。現在血小板凝固作用阻害を指標としたスクリーニングを検討中である。また、細胞内酸化ストレス制御のためのケージドTBHP（t-butylhydroperoxide）を合成した。
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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
昨年度に引き続き、研究代表者および研究分担者ともに密に連携を取りながら、効率的に研究を進めた。bio-orthogonal two-stepラベル化、および新たなケージド化合物に関しては、論文がアクセプトされた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度の研究成果に基づき、今後も上記の研究計画内容を展開させる。ケージド化合物の高速分子動画に関しては、南後班との強い連携を取りながら研究を進めていく。現在、定期的に打ち合わせを取りながら進めているが、来年度以降はタンパク質の結晶化に向けて研究を展開する。
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Report
(2 results)
Research Products
(20 results)
