準安定状態の動態を分子レベルで可視化する１分子観測技術の開発

• 研究領域: 過渡的複合体が関わる生命現象の統合的理解－生理的準安定状態を捉える新技術－
• 研究課題/領域番号: 21121005
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 複合領域
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 浜地 格 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90202259)
• 研究分担者: 王子田 彰夫 九州大学, 大学院薬学研究院, 教授 (10343328)
• 研究期間 (年度): 2009-07-23 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 112,450千円 (直接経費: 86,500千円、間接経費: 25,950千円); 2013年度: 30,420千円 (直接経費: 23,400千円、間接経費: 7,020千円); 2012年度: 30,420千円 (直接経費: 23,400千円、間接経費: 7,020千円); 2011年度: 20,280千円 (直接経費: 15,600千円、間接経費: 4,680千円); 2010年度: 20,280千円 (直接経費: 15,600千円、間接経費: 4,680千円); 2009年度: 11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円)
• キーワード: タンパク質 / 小分子プローブ / ラベル化 / 有機化学 / イメージング

研究概要

タンパク質は生命現象を担う中心的な分子であり、その構造と機能の解析が精力的に進められている。特に最近、その解析を単離精製した状態だけでなく、タンパク質が本来存在する細胞系で評価する重要性が認識されてきている。本研究では、複数のタンパク質から構成される過渡的な準安定複合体を分光学的手法により特異的に検出するために、特定のタンパク質を、生きた細胞環境で、選択的にラベル化・可視化・ラベル化できるオリジナルな新手法／技術の開発に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Peptide Tag/Probe Pairs Based on Coordination Chemistry for Protein Labeling (2014)
  • 著者名/発表者名: Shohei Uchinomiya, Akio Ojida, Itaru Hamachi
  • 雑誌名: Inorganic Chemistry 巻: 53 号: 4 ページ: 1816-1823
  • DOI: 10.1021/ic401612z
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthetic Self-Localizing Ligands That Control the Spatial Location of Proteins in Living Cells (2013)
  • 著者名/発表者名: Manabu Ishida, Hideaki Watanabe, Kazumasa Takigawa, Yasutaka Kurishita, Choji Oki, Akinobu Nakamura, Itaru Hamachi, and Shinya Tsukiji
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 巻: 135 号: 34 ページ: 12684-12689
  • DOI: 10.1021/ja4046907
  • 査読あり
• [雑誌論文] Semisynthetic lectin-DMAP conjugates for labeling and profiling glycoproteins on live cell surfaces (2013)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Hayashi, Yedi Sun, Tomonori Tamura, Keiko Kuwata, Zhining Song, Yosuke Takaoka, Itaru Hamachi
  • 雑誌名: Journal of American Chemical Society 巻: 135 号: 33 ページ: 12252-12258
  • DOI: 10.1021/ja4043214
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluorophore Labeling of Native FKBP12 by Ligand-Directed Tosyl Chemitry Allows Detection of Its Molecular Interaction in Vitro and Living Cells (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomonori Tamura, Yoshiyuki Kioi, Takayuki Miki, Shinya Tsukiji, and Hamachi Itaru
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society (ACS pubilications) 巻: 135 号: 18 ページ: 6782-6785
  • DOI: 10.1021/ja401956b
  • 査読あり
• [雑誌論文] One-step Construction of Caged Carbonic Anhydrase I Using Ligand-directed Acyl Imidazole-based Protein Labeling Method (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazuya Matsuo
  • 雑誌名: Chem. Sci 巻: (印刷中) 号: 6 ページ: 2573-2580
  • DOI: 10.1039/c3sc50560j
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetically encoded fluorescent thermosensors visualize subcellular thermoregulation in living cells (2013)
  • 著者名/発表者名: Shigeki Kiyonaka, Taketoshi Kajimoto, Reiko Sakaguchi, Daisuke Shinmi, Mariko Omatsu-Kanbe, Hiroshi Matsuura, Hiromi Imamura, Takenao Yoshizaki, Itaru Hamachi, Takashi Morii, Yasuo Mori
  • 雑誌名: Nature Methods 巻: 10 号: 12 ページ: 1232-1238
  • DOI: 10.1038/nmeth.2690
  • 査読あり
• [雑誌論文] In-Cell Covalent Labeling of Reactive His-Tag Fused Proteins (2013)
  • 著者名/発表者名: Shohei Uchinomiya, Hiroshi Nonaka, Sho Wakayama, Akio Ojida, Itaru Hamachi
  • 雑誌名: Chemical Communications 巻: 49 号: 44 ページ: 5022-5024
  • DOI: 10.1039/c3cc41979g
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantitative comparison of protein dynamics in live cells and in vitro by in-cell (19)F-NMR. (2013)
  • 著者名/発表者名: Takaoka Y, Kioi Y, Morito A, Otani J, Arita K, Ashihara E, Ariyoshi M, Tochio H, Shirakawa M, Hamachi I.
  • 雑誌名: Chem Commun 巻: 49 号: 27 ページ: 2801-2803
  • DOI: 10.1039/c3cc39205h
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Organelle-localizable fluorescent chemosensors for site-specific multicolor imaging of nucleoside polyphosphate dynamics in living cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Yasutaka Kurishita
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 巻: 134 号: 45 ページ: 18779-18789
  • DOI: 10.1021/ja308754g
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ligand-directed Acyl Imidazole Chemistry for Labeling of Membrane-bound Proteins on Live Cells (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Fujishima, R. Yasui, T. Miki, A. Ojida, I. Hamachi
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 134 号: 9 ページ: 3961-3964
  • DOI: 10.1021/ja2108855
  • 査読あり
• [雑誌論文] Native FKBP12 engineering by ligand-directed tosyl chemistry : labeling properties and application to photo-cross-linking of protein complexes in vitro and in living cells (2012)
  • 著者名/発表者名: T.Tamura, S.Tsukiji, I.Hamachi
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 巻: 134 号: 4 ページ: 2216-2226
  • DOI: 10.1021/ja209641t
  • 査読あり
• [雑誌論文] Traceless Affinity Labeling of Endogenous Proteins for Functional Analysis in Living Cells (2012)
  • 著者名/発表者名: 林隆宏
  • 雑誌名: Accounts of Chemical Research 巻: 45 号: 9 ページ: 1460-1469
  • DOI: 10.1021/ar200334r
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design of Multinuclear Zn(II) Complex as New Molecular Probe for Fluorescence Imaging of His-tag Fused Proteins (2012)
  • 著者名/発表者名: S.Fujishima, H.Nonaka, S.Uchinomiya, Y.A.Kawase, A.Ojida, I.Hamachi
  • 雑誌名: Chem.Commun. 巻: 48 号: 4 ページ: 594-596
  • DOI: 10.1039/c1cc16263b
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phosphopeptide-Dependent Labeling of 14-3-3ζ Proteins by Fusicoccin-Based Fluorescent Probes (2012)
  • 著者名/発表者名: M.Takahashi, A.Kawamura, N.Kato, T.Nishi, I.Hamachi, J.Ohkanda
  • 雑誌名: Angew.Chem.Int.Ed. 巻: 51 号: 2 ページ: 509-512
  • DOI: 10.1002/anie.201106995
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chemical cell-surface receptor engineering using affinity-guided, multivalent organocatalysts (2011)
  • 著者名/発表者名: Wang H, Koshi Y, Minato D, Nonaka H, Kiyonaka S, Mori Y, Tsukiji S & Hamachi I
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 133 号: 31 ページ: 12220-1222
  • DOI: 10.1021/ja204422r
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rigid Luminescent Bis-Zinc(II)-Bis-Cyclen Complexes for the Detection of Phosphate Anions and Non-Covalent Protein Labeling in Aqueous Solution (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Bhuyan, E.Katayev, S.Stadlbauer, H.Nonaka, A.Ojida, I.Hamachi, B.Konig
  • 雑誌名: Eur.J.Org.Chem. 巻: 15 号: 15 ページ: 2807-2817
  • DOI: 10.1002/ejoc.201100103
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanisms of Chemical Protein 19F-Labeling and NMR-Based Biosens or Construction In Vitro and In Cells Using Self-Assembling Ligand-Directed Tosylate Compounds (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Takaoka, Y.Sun, S.Tsukiji, I.Hamachi
  • 雑誌名: Chemical Science 巻: 2 ページ: 511-520
  • 査読あり
• [雑誌論文] Selective Covalent Labeling of Tag-Fused GPCR Proteins on Live Cell Surface with a Synthetic Probe for Their Functional Analysis (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Nonaka, S. Fujishima, S. Uchinomiya, A. Ojida, I. Hamachi
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 132 号: 27 ページ: 9301-9309
  • DOI: 10.1021/ja910703v
  • 査読あり
• [雑誌論文] Selective Covalent Labeling of Tag-Fused GPCR Proteins on Live Cell Surface with a Synthetic Probe for Their Functional Analysis (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Nonaka, S.Fujishima, S.Uchinomiya, A.Ojida, I.Hamachi
  • 雑誌名: J.Am.Chem.Soc. 巻: 132 ページ: 9301-9309
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rational Design of FRET-Based Ratiometric Chemosensors for in Vitro and in Cell Fluorescence Analyses of Nucleoside Polyphosphates (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Kurishita, T.Kohira, A.Ojida, I.Hamachi
  • 雑誌名: J.Am.Chem.Soc. 巻: 132 ページ: 13290-13299
  • 査読あり
• [雑誌論文] Binuclear NiII-DpaTyr Complex as a High Affinity Probe for an Aspartate Tag Tethered to Proteins (2010)
  • 著者名/発表者名: A.Ojida, S.Fujishima, K.Honda, H.Nonaka, S.Uchinomiya, I.Hamachi
  • 雑誌名: Chem.Asian J. 5 ページ: 877-886
  • 査読あり
• [雑誌論文] Self-assembling nano-probes displaying off/on 19F NMR signals for protein detection and imaging (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Takaoka, T. Sakamoto, S. Tsukiji, M. Narazaki, T. Matsuda, H. Tochio, M. Shirakawa, I. Hamachi
  • 雑誌名: Nature Chemistry 巻: 1 号: 7 ページ: 557-561
  • DOI: 10.1038/nchem.365
  • NAID: 120001629984
  • 査読あり
• [雑誌論文] Site-Specific Covalent Labeling of His-tag Fused Proteins with a Reactive Ni(II)-NTA Probe (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Uchinomiya, H.Nonaka, S.Fujishima, S.Tsukiji, A.Ojida, I.Hamachi
  • 雑誌名: Chem.Commun. 39 ページ: 5880-5882
  • 査読あり
• [雑誌論文] Self-assembling nano-probes displaying off/on 19F NMR signals for protein detection and imaging (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Takaoka, T.Sakamoto, S.Tsukiji, M.Narazaki, T.Matsuda, H.Tochio, M.Shirakawa, I.Hamachi
  • 雑誌名: Nature Chemistry 1 ページ: 557-561
  • NAID: 120001629984
  • 査読あり
• [雑誌論文] FLAG-tag selective covalent protein labeling via a binding-induced acyl-transfer reaction (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Nonaka, S.Fujishima, S.Uchinomiya. A.Ojida. I.Hamachi
  • 雑誌名: Bioorg.Med.Chem.Lett. 19 ページ: 6696-6699
  • 査読あり
• [学会発表] 生細胞での化学プローブ/蛋白質の直接ハイブリッド化による機能化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 浜地 格
  • 学会等名: 化学工学会第45回秋季大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2013-09-16
• [学会発表] 内在性蛋白質のケミカルラベル化法の開発とイメージング (2013)
  • 著者名/発表者名: 浜地 格
  • 学会等名: 第22回日本バイオイメージング学会学術集会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2013-09-15
• [学会発表] Selective Chemical Labeling and Imaging of Endogenous Protein in Live Cells (2013)
  • 著者名/発表者名: Itaru Hamachi
  • 学会等名: 23rd American Peptide Symposium
  • 発表場所: Hilton Waikoloa Village, Hawaii
• [学会発表] 蛋白質ケミカルラべリングを基盤とした細胞有機化学 (2013)
  • 著者名/発表者名: 浜地 格
  • 学会等名: 第13回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: とりぎん文化会館
• [学会発表] 細胞夾雑系でのタンパク質合成化学 (2013)
  • 著者名/発表者名: 浜地 格
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 立命館大学びわこ・くさつキャンパス
• [学会発表] 蛋白質ケミカルラベリングを基盤とした細胞有機化学 (2013)
  • 著者名/発表者名: 浜地 格
  • 学会等名: 第13回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: とりぎん文化会館(鳥取)
  • 招待講演
• [学会発表] タンパク質解析のための生細胞でのケミカルラベリンク (2013)
  • 著者名/発表者名: 浜地 格
  • 学会等名: 第51回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 国立京都国際会館
  • 招待講演
• [学会発表] Quantitative Comparison of Protein Dynamics in Live Cells and in vitro by In-Cell 19F-NMR (2012)
  • 著者名/発表者名: Yousuke Takaoka
  • 学会等名: International Joint Symposium on Single-Cell Analysis
  • 発表場所: Kyoto Research Park, JAPAN
  • 年月日: 2012-11-27
  • 招待講演
• [学会発表] Selective Protein Labeling Using Ligand-Directed Chemistry (2012)
  • 著者名/発表者名: Itaru Hamachi
  • 学会等名: The 2nd Queenstown Chemical Biology and Drug Discovery Meeting
  • 発表場所: Rydges Hotel Queenstown, NEW ZEALAND
  • 年月日: 2012-08-26
  • 招待講演
• [学会発表] 蛋白質ケミカルラベリングを基軸とした細胞有機化学 (2012)
  • 著者名/発表者名: 浜地 格
  • 学会等名: 第30回メディシナルケミストリーシンポジウム
  • 発表場所: タワーホール船堀
• [学会発表] タンパク質ラベリングを基盤とする生細胞化学 (2012)
  • 著者名/発表者名: 浜地 格
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学日吉キャンパス・矢上キャンパス
• [学会発表] タンパク質ラベリングを基盤とする生細胞化学 (2012)
  • 著者名/発表者名: 浜地格
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学日吉キャンパス・矢上キャンパス(招待講演)
• [学会発表] New methods for Chemistry-based Protein Labeling in Live Cell (2011)
  • 著者名/発表者名: 浜地格
  • 学会等名: 第4回高度医療都市を創出する未来技術国際シンポジウム
  • 発表場所: 岡山大学大学院(招待講演)
  • 年月日: 2011-02-08
• [学会発表] Protein labeling and engineering in live cell systems (2011)
  • 著者名/発表者名: Itaru Hamachi
  • 学会等名: CIPSM -Fest of Chemical Biology
  • 発表場所: Buchner Lecture Hall, Ludwig Maximilians University Munich
• [学会発表] Chemical Labeling and Imaging of Protein in Live CellsI (2011)
  • 著者名/発表者名: Itaru Hamachi
  • 学会等名: UPAC International Congress on Analytical Science 2011
  • 発表場所: Kyoto International Conference Center
• [学会発表] A Chemistry-Based Method for Labeling membrane- Bound Proteins on Live Cell Surface (2011)
  • 著者名/発表者名: Itaru Hamachi
  • 学会等名: The 5th International Workshop on Approaches to Single-Cell Analysis
  • 発表場所: The Takeda Hall,The University of Tokyo
• [学会発表] Chemical Labeling and Imaging of Protein in Live Cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Itaru Hamachi
  • 学会等名: IUPAC International Congress on Analytical Science 2011
  • 発表場所: Kyoto International Conference Center, Japan(招待講演)
• [学会発表] Live Cell Imaging And Labeling By Metal Complexes (2011)
  • 著者名/発表者名: Itaru Hamachi
  • 学会等名: The 14th Asian Chemical Congress
  • 発表場所: Queen Sirikit Convention Center in Bangkok, Thailand(招待講演)
• [学会発表] Protein labeling and engineering in live cell systems (2011)
  • 著者名/発表者名: Itaru Hamachi
  • 学会等名: CIPSM-Fest of Chemical Biology
  • 発表場所: Buchner Lecture Hall, Ludwig Maximilians University Munich, Germany(招待講演)
• [学会発表] 細胞有機化学による生細胞系そのままでの蛋白質Engineering (2011)
  • 著者名/発表者名: 浜地格
  • 学会等名: 第21回バイオ・高分子シンポジウム
  • 発表場所: 関西大学千里山キャンパス100周年記念館(招待講演)
• [学会発表] A Chemistry-Based Method For Labering Membrane-Bound Proteins On Live Cell Surface (2011)
  • 著者名/発表者名: Itaru Hamachi
  • 学会等名: The 5th International Workshop on Approaches to Single-Cell Analysis
  • 発表場所: The Takeda Hall, The University of Tokyo(招待講演)
• [学会発表] Chemistry-based protein labeling and imaging in cell and in vivo (2010)
  • 著者名/発表者名: Itaru Hamachi
  • 学会等名: 5th International Peptide Symposium
  • 発表場所: Kyoto International Conference Center
• [学会発表] Chemistry-Based Methods for Selective Lectin Labeling (2010)
  • 著者名/発表者名: Itaru Hamachi
  • 学会等名: ICS2010
  • 発表場所: Makuhari Messe International Convention Complex
• [学会発表] 内在性蛋白質の選択的ラベル化とイメージング (2010)
  • 著者名/発表者名: 浜地 格
  • 学会等名: 日本化学会第90春季年会
  • 発表場所: 近畿大学
• [学会発表] Chemistry-Based Methods for Selective Lectin Labeling (2010)
  • 著者名/発表者名: Itaru Hamachi
  • 学会等名: 25th international Carbohydrate Symposium 2010
  • 発表場所: Makuhari Messe, Tokyo(招待講演)
• [学会発表] Chemistry-based protein labeling and imaging in cell and in vivo (2010)
  • 著者名/発表者名: Itaru Hamachi
  • 学会等名: 5th International Peptide Symposium
  • 発表場所: Kyoto International Conference Center(招待講演)
• [学会発表] 細胞での蛋白質選択的ケミカルラベリングの新手法 (2010)
  • 著者名/発表者名: 浜地格
  • 学会等名: 第10回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター(招待講演)
• [学会発表] 蛋白質表面化学から細胞内有機化学へ (2010)
  • 著者名/発表者名: 浜地格
  • 学会等名: 第4回公開シンポジゥム
  • 発表場所: 自然科学研究機構 岡崎コンファレンスセンター
• [学会発表] Selective Chemical Labeling and Engineering of Endogenous Proteins in Test Tube, in Cell and in Vivo (2010)
  • 著者名/発表者名: Itaru Hamachi
  • 学会等名: International Symposium of Joint Research Network on Advanced Materials and Devices "Chou"
  • 発表場所: Hotel-Nidom, Hokkaido
• [学会発表] GPCRへのプロープ導入のための化学ラベル化法 (2009)
  • 著者名/発表者名: 浜地格
  • 学会等名: 第82回日本生化学会
  • 発表場所: 神戸
• [備考]
  • URL: http://www.sbchem.kyoto-u.ac.jp/hamachi-lab
• [備考] 浜地研究室 - 京都大学大学院 工学研究科 合成・生物化学専攻 浜地研究室
  • URL: http://www.sbchem.kyoto-u.ac.jp/hamachi-lab