| 研究領域 | 高速分子動画法によるタンパク質非平衡状態構造解析と分子制御への応用 |
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| 研究課題/領域番号 |
19H05778
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
複合領域
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
清中 茂樹 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (90422980)
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| 研究分担者 |
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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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
133,640千円 (直接経費: 102,800千円、間接経費: 30,840千円)
2023年度: 25,740千円 (直接経費: 19,800千円、間接経費: 5,940千円)
2022年度: 25,740千円 (直接経費: 19,800千円、間接経費: 5,940千円)
2021年度: 25,220千円 (直接経費: 19,400千円、間接経費: 5,820千円)
2020年度: 26,650千円 (直接経費: 20,500千円、間接経費: 6,150千円)
2019年度: 30,290千円 (直接経費: 23,300千円、間接経費: 6,990千円)
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| キーワード | 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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| 研究開始時の研究の概要 |
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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| 研究実績の概要 |
清中は、アデノシンA2A受容体（A2AR）の光スイッチング分子の開発を引き続き遂行した。その結果、光照射前後（シス型とトランス型）に、A2AR活性化が約１００倍違う化合物を見出すことに成功した。この化合物に関しては、岩田班との共同研究により、結晶化まで成功している。また、昨年度に結晶化を試みたA2AR光制御リガンドについては、低分解能のものしか得られなかったが、その原因は親和性が足りないことだと考えられた。そこで高親和性リガンドも作成し、同様に岩田班との共同研究により、共結晶の取得を行なった。
古田は、光トリガーとしてのケージド化合物の開発を継続した。受容体や酵素等のケミカルラベルを可能にするモジュール型ケージド化合物として，ぺプチジルトランスフェラーゼ，トポイソメラーゼ，DNAジャイレース等の阻害剤のケージド化合物を合成した。ケージド化合物に細胞種選択性を付与する遺伝子指向性光解離性保護基のレパートリーを拡充して，外来性遺伝子を発現させた任意の細胞，老化細胞，および，がん細胞選択性が期待されるケージド化合物の開発に応用した。生細胞を用いて，ヒストン脱メチル化，および，CNGチャンネル機能の光制御が可能であることを示した。班内の共同研究として，開発されたケージド化合物の光化学的特性を検証した。
永澤は、ケ－ジド過酸化物を開発し、生細胞でミトコンドリア選択的に酸化ストレスを光で惹起することに成功した。pepducinを基盤とする化学プローブによる血小板上の標的タンパク質PAR1の標識とプロテオミクス解析を行い、蛍光標識された血小板タンパク質に関する情報を得た。また、永野グループとの共同研究であるFsa2の基質及びその構造異性体の全合成が完了し、酵素反応の立体制御に関する新たな知見が得られた。共結晶解析のため基質分子を供給できる態勢が整った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
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、また他計画班とも連携をとりながら、効率的に研究を進めた。
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| 今後の研究の推進方策 |
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、A2AR光スイッチングに関しては岩田班との連携を取りながら研究を進めていく。来年度中には、光制御分子共存下での結晶構造まで取得し、高速分子動画取得を行いたい。
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