• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

タンパク質間相互作用を光制御する化学ツールの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K05921
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 生体関連化学
研究機関東北大学

研究代表者

小和田 俊行  東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (40584397)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード光制御 / タンパク質二量体化 / 蛍光イメージング / 光操作 / 蛋白質リガンド / 光応答性分子 / タンパク質二量化 / フォトクロミック分子 / フォトクロミック化合物 / 光操作技術 / 光スイッチ / 生体分子 / 蛋白質 / 有機化学 / ケミカルバイオロジー
研究成果の概要

生細胞内におけるタンパク質二量体化の光制御法の確立を目指した。まず、光解離性保護基を利用することでBL-tagに対するケージドタンパク質リガンドを開発し、細胞内で光照射依存的にタンパク質局在を変化させることに成功した。また、FKBP12(F36V)のフォトクロミックリガンド開発にも取り組み、細胞内でのタンパク質二量体形成の程度が光照射により変化することを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

細胞内のタンパク質機能を人為的に操作する技術の開発が近年精力的に進められている。特に光を用いることで、時空間分解能の高い機能制御が可能になる。本研究で開発した光活性化型タンパク質二量化剤は、任意のタイミングで生細胞内のタンパク質間相互作用を光誘起可能である。本手法を用いて、今後、細胞内のシグナル伝達機構の詳細解析が促進され、疾患機構の解明につながると期待される。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (41件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (32件) (うち国際学会 8件、 招待講演 4件) 図書 (1件) 備考 (3件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Optical Manipulation of Subcellular Protein Translocation Using a Photoactivatable Covalent Labeling System2021

    • 著者名/発表者名
      Kowada Toshiyuki、Arai Keisuke、Yoshimura Akimasa、Matsui Toshitaka、Kikuchi Kazuya、Mizukami Shin
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 60 号: 20 ページ: 11378-11383

    • DOI

      10.1002/anie.202016684

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Protocol for synthesis and use of a turn-on fluorescent probe for quantifying labile Zn2+ in the Golgi apparatus in live cells2021

    • 著者名/発表者名
      Kowada Toshiyuki、Watanabe Tomomi、Liu Rong、Mizukami Shin
    • 雑誌名

      STAR Protocols

      巻: 2 号: 2 ページ: 100395-100395

    • DOI

      10.1016/j.xpro.2021.100395

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Quantitative Imaging of Labile Zn2+ in the Golgi Apparatus Using a Localizable Small-Molecule Fluorescent Probe2020

    • 著者名/発表者名
      Kowada Toshiyuki、Watanabe Tomomi、Amagai Yuta、Liu Rong、Yamada Momo、Takahashi Hiroto、Matsui Toshitaka、Inaba Kenji、Mizukami Shin
    • 雑誌名

      Cell Chemical Biology

      巻: 27 号: 12 ページ: 1521-1531

    • DOI

      10.1016/j.chembiol.2020.09.003

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Light-wavelength-based Quantitative Control of Dihydrofolate Reductase Activity Using Photochromic Isostere of Inhibitor2019

    • 著者名/発表者名
      Takato Mashita, Toshiyuki Kowada, Hiroto Takahashi, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami
    • 雑誌名

      ChemBioChem

      巻: 印刷中 号: 11 ページ: 1382-1386

    • DOI

      10.1002/cbic.201800816

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 細胞外スルファターゼ活性を検出する蛍光プローブの開発2021

    • 著者名/発表者名
      Kashfia Ahamed, Toshiyuki Kowada, Norihiko Sasaki, Shin Mizukami
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Quantitative Mapping of Cellular Labile Zn2+ via Development of Hybrid Fluorescent Probes2021

    • 著者名/発表者名
      劉熔, 小和田俊行, 松井敏高, 水上進
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 細胞小器官局在化蛍光プローブの開発と細胞内遊離亜鉛の定量イメージング2020

    • 著者名/発表者名
      小和田俊行, 渡邊朝美, 天貝佑太, 劉 熔, 山田 桃, 高橋泰人, 松井敏高, 稲葉謙次, 水上 進
    • 学会等名
      第29回日本バイオイメージング学会学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 哺乳動物細胞分泌経路における亜鉛調節とタンパク質品質管理2020

    • 著者名/発表者名
      天貝佑太,山田桃,渡邊朝美,小和田俊行,楢本悟史,渡部聡,経塚淳子,Roberto Sitia,水上進,稲葉謙次
    • 学会等名
      第62回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 標的タンパク質への親和性を光制御可能なフォトクロミックリガンドの開発2020

    • 著者名/発表者名
      間下 貴斗, 小和田 俊行, Himadri S. SARKAR, 高橋 泰人, 松井 敏高, 水上 進
    • 学会等名
      第14回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Quantitative Mapping of Organellar Labile Zn2+ via the Development of Hybrid Fluorescent Probes2020

    • 著者名/発表者名
      劉 熔, 小和田 俊行, 松井 敏高, 水上 進
    • 学会等名
      第14回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 光可逆的な蛋白質ラベル化を可能とするリガンドの開発2020

    • 著者名/発表者名
      間下 貴斗, 小和田 俊行, SARKAR S. Himadri, 高橋 泰人, 松井 敏高, 水上 進
    • 学会等名
      第31回万有仙台シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Subcellular Labeling Performances of Tetrazine-trans-Cyclooctene Cycloadditions and Their Products2020

    • 著者名/発表者名
      Ira Novianti, Toshiyuki Kowada, Shin Mizukami
    • 学会等名
      第20回東北大学多元物質科学研究所研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Escherichia coli dihydrofolate reductase-selective photoswitchable inhibitors enabling reversible optical control of protein labeling2020

    • 著者名/発表者名
      Himadri Sekhar Sarkar, Takato Mashita, Toshiyuki Kowada, Ming Ming Yem, Satoshi, Watanabe, Kenji Inaba, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami
    • 学会等名
      第20回東北大学多元物質科学研究所研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Quantitative imaging analysis of labile Zn2+ in intracellular organelles via the development of hybrid fluorescent probe2020

    • 著者名/発表者名
      劉 熔, 小和田俊行, 渡邊朝美, 松井俊高, 水上 進
    • 学会等名
      理学・生命科学研究科合同シンポジウム 2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 光応答性タンパク質ラベル化リガンドの開発2020

    • 著者名/発表者名
      間下 貴斗, 小和田 俊行, SARKAR Himadri S., 高橋 泰人, 松井 敏高, 水上 進
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Quantitative Mapping of Cellular Labile Zn2+ via Development of Hybrid Fluorescent Probes2020

    • 著者名/発表者名
      劉 熔, 小和田 俊行, 渡邊 朝美, 松井 敏高, 水上 進
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 細胞機能を解き明かす機能性小分子蛍光プローブの合成2019

    • 著者名/発表者名
      小和田俊行
    • 学会等名
      第8回化学フロンティア研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Design and synthesis of functional small-molecule probes for fluorescence imaging2019

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Kowada
    • 学会等名
      The 6th International Symposium on Bioimaging
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 細胞内オルガネラにおける遊離亜鉛濃度解析を目指した小分子蛍光プローブの開発2019

    • 著者名/発表者名
      小和田俊行
    • 学会等名
      新学術領域研究「化学コミュニケーションのフロンティア」第4回若手シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Quantitative analysis of free zinc ion concentration in living cells using novel targetable fluorescent probe2019

    • 著者名/発表者名
      Tomomi Watanabe, Toshiyuki Kowada, Rong Liu, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami
    • 学会等名
      15th International Symposium on Applied Bioinorganic Chemistry (ISABC15)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of photoswitchable compounds that selectively bind to Escherichia coli dihydrofolate reductase2019

    • 著者名/発表者名
      Takato Mashita, Toshiyuki Kowada, Hiroto Takahashi, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami
    • 学会等名
      Tohoku University's Chemistry Summer School 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Fluorescent Probes for Visualization and Quantification of Zn2+ in Organelles2019

    • 著者名/発表者名
      Rong Liu, Toshiyuki Kowada, Tomomi Watanabe, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami
    • 学会等名
      Tohoku University's Chemistry Summer School 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of photochromic ligands that enable photoreversible protein labeling2019

    • 著者名/発表者名
      Takato Mashita, Toshiyuki Kowada, Hiroto Takahashi, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami
    • 学会等名
      Chemical Biology and Physiology Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of fluorescent probes for visualization and quantitative analysis of free zinc ion in intracellular organelles2019

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Kowada, Tomomi Watanabe, Rong Liu, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami
    • 学会等名
      Chemical Biology and Physiology Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 光可逆的な蛋白質ラベル化技術を指向した機能性小分子の開発2019

    • 著者名/発表者名
      間下貴斗,小和田俊行,高橋泰人,松井敏高,水上 進
    • 学会等名
      生体機能関連化学部会若手の会 第31回サマースクール
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 細胞内小器官における亜鉛イオン濃度解析のための蛍光プローブの開発2019

    • 著者名/発表者名
      小和田 俊行, 劉 熔, 渡邊 朝美, 松井 敏高, 水上 進
    • 学会等名
      第13回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 光可逆的蛋白質ラベル化を可能とする生体直交性リガンドの開発2019

    • 著者名/発表者名
      間下 貴斗, 小和田 俊行, 高橋 泰人, 松井 敏高, 水上 進
    • 学会等名
      第13回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 光活性化型タンパク質ラベル化技術を用いた生体分子の局在制御2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木 理志, 小和田 俊行, 荒井 啓介, 吉村 彰真, 松井 敏高, 菊地 和也, 水上 進
    • 学会等名
      第13回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of light-switchable protein-protein interaction system for protein degradation2019

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Kowada, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami
    • 学会等名
      The 1st International Symposium on Chemical Communication (ISCC2019)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 蛋白質ラベル化技術を利用した蛋白質二量体化の光制御2019

    • 著者名/発表者名
      小和田俊行, 荒井啓介, 吉村彰真, 松井敏高, 菊地和也, 水上 進
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] タンパク質への結合を可逆的に光制御可能なメトトレキセート誘導体の開発2019

    • 著者名/発表者名
      間下貴斗, 小和田俊行, 高橋泰人, 松井敏高, 水上 進
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 生体機能解析に供する機能性小分子の開発と蛍光イメージング2018

    • 著者名/発表者名
      小和田俊行
    • 学会等名
      平成30年度東日本分析化学若手交流会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 可逆的光応答性薬剤の開発2018

    • 著者名/発表者名
      間下貴斗, 小和田俊行, 高橋泰人, 松井敏高, 水上 進
    • 学会等名
      第29回 万有仙台シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Photo-switchable Dihydrofolate Reductase (DHFR) Inhibitor2018

    • 著者名/発表者名
      Takato Mashita, Toshiyuki Kowada, Hiroto Takahashi, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami
    • 学会等名
      Tohoku University's Chemistry Summer School 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 光でタンパク質への結合を可逆的に制御可能なリガンドの開発2018

    • 著者名/発表者名
      間下貴斗, 小和田俊行, 高橋泰人, 松井敏高, 水上 進
    • 学会等名
      第12回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 生体機能解析応用を志向した光応答性化合物の合成と機能評価2018

    • 著者名/発表者名
      間下貴斗、小和田俊行、高橋泰人、松井敏高、水上進
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] イメージングの選び方・使い方100+(原田慶恵、永井健治/編)2018

    • 著者名/発表者名
      小和田俊行、水上 進(分担:第9章)
    • 総ページ数
      236
    • 出版者
      羊土社
    • ISBN
      9784758103756
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 東北大学多元物質科学研究所 水上研究室

    • URL

      http://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/mizukami/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 水上研究室 | 東北大学多元物質科学研究所

    • URL

      http://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/mizukami/

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書
  • [備考] 水上研究室 | 東北大学多元物質科学研究所

    • URL

      http://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/mizukami/http://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/mizukami/

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [産業財産権] 光応答性化合物2018

    • 発明者名
      水上 進、間下貴斗、小和田俊行、松井敏高
    • 権利者名
      東北大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-165991
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi