Light-Gated Relay Catalysis to Chemically Identify Glycan-Protein Interactions
| Project Area | Regulation of membrane dynamics by glycan chemical knock-in |
|---|
| Project/Area Number |
21H05076
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (B)
|
| Allocation Type | Single-year Grants |
|---|
| Review Section |
Transformative Research Areas, Section (II)
|
|---|
| Research Institution | Hokkaido University (2022-2023)
Kyoto University (2021) |
|---|
Principal Investigator |
浅野 圭佑 北海道大学, 触媒科学研究所, 准教授 (90711771)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-08-23 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥18,590,000 (Direct Cost: ¥14,300,000、Indirect Cost: ¥4,290,000)
Fiscal Year 2023: ¥7,280,000 (Direct Cost: ¥5,600,000、Indirect Cost: ¥1,680,000)
Fiscal Year 2022: ¥7,280,000 (Direct Cost: ¥5,600,000、Indirect Cost: ¥1,680,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
|
|---|
| Keywords | シクロオクテン / 光駆動触媒 / ハロゲン化剤 / 時空間選択的標識 / ハロゲン化反応 / 糖鎖-タンパク質相互作用 / 光駆動リレー触媒 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
膜タンパク質上の糖鎖と相互作用する生体分子を検出する技術を開発し、生体機能制御の基盤になる膜タンパク質の動態を理解する。分子サイズが大きい生化学ツールによる特異的標識反応では、膜タンパク質本来の機能が損なわれ、検出精度が低い。また、従来の化学的標識法は生体侵襲性が高い。本研究では、サイズが小さい生体適合触媒による光駆動リレー反応と極小タンパク質タグを複合し、生体侵襲性も低減した標識技術を開発する。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
2022年度までに、シクロオクテン触媒の活性が置換基により制御可能なことを見いだし、既に報告した触媒（ACIE 2018, 57, 13863）と比較してもさらに高活性な二官能性シクロオクテン触媒を開発した。また、これをチロシン側鎖の臭素化反応に利用できることを見つけていた。さらに、二官能性シクロオクテン触媒の活性が置換基の保護・脱保護により制御できることを利用して、光分解性保護基を付けることで光照射により系内で活性化できる光駆動触媒を開発した。光分解性保護基を変えることで活性化に必要な波長を調節できる特徴を利用し、可視光で駆動できる触媒も開発した。今年度は、これらの触媒をさらに高機能化するために、シクロオクテン誘導体のライブラリを拡張できる合成法を開発した。置換シクロオクテンの合成法は古典的手法から全く更新されていなかったが、上記の通り置換基が触媒機能に大きく影響するため、様々な置換基をオレフィン部位に効率よく導入し、既存法では合成できなかったシクロオクテン誘導体を得られる手法として、クロスカップリング反応を利用した合成法を開発した。本手法で合成したシクロオクテン誘導体から新たな高活性触媒も開発した。
さらに、触媒開発だけではなく、生理的条件（水系溶媒、反応温度37 ℃）にてバックグラウンド反応は起こさないが、触媒があれば速やかに反応する生体適合型臭素化剤も独自に開発していた。また、この反応剤は光駆動シクロオクテン触媒により活性化できるだけではなく、光照射により励起できることも見つけていた。今年度は、本臭素化剤を励起活性化する光触媒として色素分子が利用できることを見いだした。現在は、本研究で開発したシクロオクテン触媒系と色素触媒系を利用して、これらを複合した生体分子標識法の開発をさらに進めている。
|
| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
|
Report
(3 results)
Research Products
(49 results)
