Development of chemical tools for multimodal imaging of supersulfides and manipulation of their biosynthesis
| Project Area | Life Science Innovation Driven by Supersulfide Biology |
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| Project/Area Number |
21H05262
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Transformative Research Areas, Section (III)
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
花岡 健二郎 慶應義塾大学, 薬学部(芝共立), 教授 (70451854)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小松 徹 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 助教 (40599172)
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| Project Period (FY) |
2021-09-10 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥81,120,000 (Direct Cost: ¥62,400,000、Indirect Cost: ¥18,720,000)
Fiscal Year 2023: ¥15,340,000 (Direct Cost: ¥11,800,000、Indirect Cost: ¥3,540,000)
Fiscal Year 2022: ¥14,560,000 (Direct Cost: ¥11,200,000、Indirect Cost: ¥3,360,000)
Fiscal Year 2021: ¥20,410,000 (Direct Cost: ¥15,700,000、Indirect Cost: ¥4,710,000)
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| Keywords | 蛍光プローブ / 酵素阻害剤 / NMRプローブ / 超硫黄分子 / 硫化水素 |
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| Outline of Research at the Start |
新興硫黄生物学の開拓に不可欠となる、超硫黄分子を含む硫黄代謝物のマルチモーダルな計測技術の確立を目指す。具体的には、蛍光プローブ、NMRプローブの新規開発を通じ、超硫黄分子の定量的ダイナミクスを精緻に理解する実験系の確立や、in vitroからin vivoまでを包括する超硫黄代謝物の分子種特異的検出手法の構築を行い、超硫黄分子の生体内ダイナミクスの理解に資する研究プラットフォームを確立する。また、これらのツールを駆使し、他の領域内研究者との協働によって、硫黄代謝ダイナミクスを支配するタンパク質の機能制御法の開発や、超硫黄代謝の異常検出による疾患の診断を指向した実用化研究への展開を図る。
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| Outline of Annual Research Achievements |
各種超硫黄分子の可視化解析のための蛍光プローブ及び、NMRプローブの開発を行い、それによって、これまで不可能であった超硫黄分子の動的変化のイメージングや定量計測を実現することを本研究の主目的としている。さらに、本研究領域において、これらのツール開発を行うのみならず、これらのツールを基盤とした領域内共同研究を推し進める。さらに、開発する蛍光プローブを用いて独自の研究アプローチによって、硫黄代謝ダイナミクスを制御するタンパク質に対する生合成制御分子の開発や、硫黄代謝異常の高感度検出による疾患の診断技術の開発にも取り組み、超硫黄分子と疾患の関わりの理解も推進する。
本年度においては、次年度(2022年度)からの本格的な蛍光プローブや酵素阻害剤の開発のための、有機合成や酵素アッセイ評価、疾患診断のための研究設備の整備を中心的に行った。例えば、有機合成用のエバポレーターや水浴、真空ポンプなどの整備や、酵素アッセイ用の蛋白質の発現・精製のための実験装置、蛍光及び吸光での酵素アッセイを可能とするプレートリーダーなど測定機器の整備などを行った。また、超硫黄分子を検出する新たな蛍光プローブの分子設計及び合成を行い、in vitroアッセイで高いS/Nで、超硫黄分子を産生する酵素の活性を検出できる蛍光プローブの開発に成功した。このようなin vitroアッセイ用の優れた蛍光プローブを開発することで、今後の様々な超硫黄分子の産生酵素の阻害剤スクリーニングに有用になると考えている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初の予定通り、次年度から本格的に開始する、蛍光プローブやNMRプローブの開発、酵素阻害剤の探索、硫黄代謝異常の高感度検出システムの開発のための設備の整備を達成することに成功した。さらに、酵素阻害剤のスクリーニング探索のための優れた超硫黄分子を検出する蛍光プローブの開発まで達成したため、当初の計画以上に進展しているとさせて頂いた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、当初の予定通りに、整備した研究設備を用いて、研究室スタッフや学生と共に、新たな蛍光プローブや酵素阻害剤の開発などに取り組んでいく予定である。
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Report
(1 results)
Research Products
(15 results)
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[Journal Article] Discovery of an F-actin-binding small molecule serving as a fluorescent probe and a scaffold for functional probes2021
Author(s)
Takagi T, Ueno T, Ikawa K, Asanuma D, Nomura Y, Uno S, Komatsu T, Kamiya M, Hanaoka K, Okimura C, Iwadate Y, Hirose K, Nagano T, Sugimura K and Urano Y.
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Journal Title
Science Advances
Volume: 7(47)
Issue: 47
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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