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非タンパク主鎖骨格ペプチドを合成可能な改変型リボソームの創製

研究課題

研究課題/領域番号 14J09520
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 生体関連化学
研究機関名古屋大学 (2015)
東京大学 (2014)

研究代表者

藤野 公茂  名古屋大学, 工学研究科, 助教

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2014年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード翻訳系 / リボソーム / 非タンパク質性アミノ酸 / ペプチド / 翻訳
研究実績の概要

翻訳反応の中心的役割を果たすリボソームは、多くの非タンパク質性アミノ酸を許容できることが近年明らかになってきた。しかし一方で、D体アミノ酸、β-アミノ酸、N-メチルアミノ酸などの、特殊な主鎖骨格を持つ非タンパク質性アミノ酸については、導入に大きな制限が存在する。そこで本研究では、『主鎖骨格が特殊な非タンパク質性アミノ酸を自由に導入可能な改変型リボソームの開発』を目的とした。巨大分子であるリボソームは、構造を予測して改変を行うことが難しいため、活性中心の近傍にランダム変異を加えたリボソームのライブラリから実験操作によって目的のリボソームを選択するという方法を用いることを計画した。
平成26年度には、変異リボソームのライブラリ作製を完了し、目的の改変リボソームのみを、選択的に回収する条件の探索を行った。さらに本年、平成27年度には、実際に非タンパク質性アミノ酸を導入可能な改変リボソームの選択を行い、得られたリボソームの配列解析を行った。その結果、得られたリボソームはほとんど野生型であることが明らかになった。現状の方法では、ライブラリから変異リボソームの選択と増幅を繰り返し行うため、増幅されやすい野生型リボソームの割合が徐々に増加してしまったと考えられる。そこで今後は、増幅の過程を経ないで配列解析を行うことにより、解決が可能であると考えている。
また、野生型リボソームによるβ-アミノ酸の導入についての詳細な解析も並行して続けた。その結果、翻訳に利用可能な多くのβ-アミノ酸が同定された一方、導入できないアミノ酸の存在も明らかになった。さらに、複数個のβ-アミノ酸を連続的に導入できないという、大きな制限についても明らかにした(J. Am. Chem. Soc., 2016)。この結果は、改変リボソームを開発するという本研究の必要性を示すものである。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Ribosomal synthesis of peptides with multiple beta-amino acids2016

    • 著者名/発表者名
      Fujino, T. Goto, Y. Suga, H. Murakami, H.
    • 雑誌名

      J Am Chem Soc

      巻: 138 号: 6 ページ: 1962-1969

    • DOI

      10.1021/jacs.5b12482

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In Vitro Selection Combined with Ribosomal Translation Containing Non-proteinogenic Amino Acids2016

    • 著者名/発表者名
      Tomoshige Fujino and Hiroshi Murakami
    • 雑誌名

      The Chemical Record

      巻: 16 号: 1 ページ: 365-377

    • DOI

      10.1002/tcr.201500239

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] アミノアシルtRNA合成リボザイムの最小RNA基質2015

    • 著者名/発表者名
      藤野公茂, 近藤太志, 長江慶人, 早崎あゆみ, 村上裕
    • 学会等名
      BMB2015
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2015-12-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] リボザイムによってアシル化される最小RNA基質の探索2015

    • 著者名/発表者名
      藤野公茂, 近藤太志, 長江慶人, 早崎あゆみ, 村上裕
    • 学会等名
      第9回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      熊本
    • 年月日
      2015-09-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 無細胞翻訳系による複数のβ-アミノ酸のペプチドへの導入2014

    • 著者名/発表者名
      藤野公茂、村上裕
    • 学会等名
      第87回日本生化学会大会
    • 発表場所
      京都(京都市、国立京都国際会館)
    • 年月日
      2014-10-15 – 2014-10-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 複数個のβ-アミノ酸を含むペプチドの翻訳合成2014

    • 著者名/発表者名
      藤野公茂、村上裕
    • 学会等名
      第8回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      岡山(岡山市、岡山大学津島キャンパス)
    • 年月日
      2014-09-11 – 2014-09-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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