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DNAを足場としたペプチド断片の同時連結反応によるタンパク質の効率的化学合成

研究課題

研究課題/領域番号 18K05313
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分37010:生体関連化学
研究機関名古屋大学

研究代表者

林 剛介  名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (40648268)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワードタンパク質化学合成 / ペプチド連結反応 / DNA templated chemistry
研究成果の概要

本研究ではDNAの2重鎖形成を足がかりとしたペプチド連結反応を開発した。DNAとペプチドを光分解性のリンカーで繋いたコンジュゲートを作製し(光照射によって、DNA-ペプチド間の結合が切れ、天然の配列を持つペプチドが生成することを確認)、2種類の光分解性DNA-ペプチドコンジュゲートを用いてペプチド連結反応を行った。その結果、DNAを足場としたペプチド連結反応は通常のペプチド連結反応よりも1000倍以上の速さで進行することが明らかとなった。最終的には、3種類のDNA-ペプチドコンジュゲートを用いて、3種類のペプチドをDNA足場上で同時に連結することにも成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果によって、従来mMオーダーで行う必要の合ったペプチド連結反応がサブnMの濃度で実施可能であることを示すことができた。またDNAの親水性によって疎水性ペプチド断片の水溶性向上させ、かつ低濃度で連結反応を行うことで、これまで連結反応に用いることが困難であった疎水性ペプチドを連結することができる新しい技術となった。これにより、これまでより多様なタンパク質を化学的に合成できる可能性があり、ライフサイエンス研究だけでなく、医薬学研究の発展にも寄与することが期待される。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 2件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 3件、 招待講演 4件) 図書 (1件) 産業財産権 (2件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Organoruthenium-Catalyzed Chemical Protein Synthesis to Elucidate the Functions of Epigenetic Modifications on Heterochromatin Factors2021

    • 著者名/発表者名
      Kamo, N.; Kujirai, T.; Kurumizaka, H.; Murakami, H.; Hayashi, G.; Okamoto, A.
    • 雑誌名

      Chem. Sci.

      巻: 12 号: 16 ページ: 5926-5937

    • DOI

      10.1039/d1sc00731a

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] cDNA TRAP display for rapid and stable in vitro selection of antibody-like proteins2021

    • 著者名/発表者名
      Kondo Taishi、Eguchi Minori、Kito Seita、Fujino Tomoshige、Hayashi Gosuke、Murakami Hiroshi
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 57 号: 19 ページ: 2416-2419

    • DOI

      10.1039/d0cc07541h

    • NAID

      120007169556

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] タンパク質化学合成を加速するペプチドライゲーションの新技術2020

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Gosuke、Okamoto Akimitsu
    • 雑誌名

      有機合成化学協会誌

      巻: 78 号: 2 ページ: 130-139

    • DOI

      10.5059/yukigoseikyokaishi.78.130

    • NAID

      130007795912

    • ISSN
      0037-9980, 1883-6526
    • 年月日
      2020-02-01
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Acetylation-modulated communication between the H3 N-terminal tail domain and the intrinsically disordered H1 C-terminal domain2020

    • 著者名/発表者名
      Hao, F; Murphy, K. J.; Kujirai, T.; Kamo, N.; Kato, J.; Koyama, M.; Okamato, A.; Hayashi, G.; Kurumizaka, H.; Hayes, J. J.
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Res.

      巻: 48 号: 20 ページ: 11510-11520

    • DOI

      10.1093/nar/gkaa949

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] L-DNA-tagged fluorescence in situ hybridization for highly sensitive imaging of RNAs in single cells2020

    • 著者名/発表者名
      Ogata, M.; Hayashi, G.; Ichiu, A.; Okamoto, A.
    • 雑誌名

      Org. Biomol. Chem.

      巻: 18 号: 40 ページ: 8084-8088

    • DOI

      10.1039/d0ob01635g

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Antibody-like proteins that capture and neutralize SARS-CoV-22020

    • 著者名/発表者名
      Kondo T.、Iwatani Y.、Matsuoka K.、Fujino T.、Umemoto S.、Yokomaku Y.、Ishizaki K.、Kito S.、Sezaki T.、Hayashi G.、Murakami H.
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 6 号: 42 ページ: 3916-3916

    • DOI

      10.1126/sciadv.abd3916

    • 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] Fmoc-Compatible and C-terminal-Sequence-Independent Peptide Alkyl Thioester Formation Using Cysteinylprolyl Imide2020

    • 著者名/発表者名
      Nakatsu, K.; Yanase, M.; Hayashi, G.; Okamoto, A.
    • 雑誌名

      Org. Lett.

      巻: 22 号: 12 ページ: 4670-4674

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.0c01450

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Toolbox for chemically synthesized histone proteins2020

    • 著者名/発表者名
      Nakatsu, K.; Hayashi, G.; Okamoto, A.
    • 雑誌名

      Curr. Opin. Chem. Biol.

      巻: 58 ページ: 10-19

    • DOI

      10.1016/j.cbpa.2020.04.016

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] タンパク質化学合成を活用した翻訳後修飾研究2020

    • 著者名/発表者名
      林 剛介
    • 雑誌名

      ファルマシア

      巻: 56 号: 1 ページ: 46-50

    • DOI

      10.14894/faruawpsj.56.1_46

    • NAID

      130007779027

    • ISSN
      0014-8601, 2189-7026
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Cysteinylprolyl imide (CPI) peptide: a highly reactive and easily accessible crypto-thioester for chemical protein synthesis2019

    • 著者名/発表者名
      Yanase Masafumi、Nakatsu Koki、Cardos Charlane Joy、Konda Yoshiki、Hayashi Gosuke、Okamoto Akimitsu
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 10 号: 23 ページ: 5967-5975

    • DOI

      10.1039/c9sc00646j

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Simultaneous and Traceless Ligation of Peptide Fragments on DNA Scaffold.2019

    • 著者名/発表者名
      Hayashi G, Yanase M, Nakatsuka Y, Okamoto A.
    • 雑誌名

      Biomaclomolecules

      巻: 20 号: 3 ページ: 1246-1253

    • DOI

      10.1021/acs.biomac.8b01655

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 修飾ヒストンの効率的化学合成法とヒストン動態解析2021

    • 著者名/発表者名
      林剛介
    • 学会等名
      第14回日本エピジェネティクス研究会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] タンパク質化学合成技術を駆使した修飾タンパク質の創製と生化学研究への展開2020

    • 著者名/発表者名
      林剛介
    • 学会等名
      第93回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Challenges and prospects in chemoselective ligations: from protein synthesis to site-specific conjugation2020

    • 著者名/発表者名
      Gosuke Hayashi
    • 学会等名
      LE STUDIUM CONFERENCES
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Novel Peptide Ligation Strategies for Chemical Protein Synthesis2020

    • 著者名/発表者名
      Gosuke Hayashi
    • 学会等名
      Seminar at University of Paris
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Chemical Protein Synthesis with Novel Ligation Strategies2020

    • 著者名/発表者名
      Gosuke Hayashi
    • 学会等名
      Seminar at CBM, CNRS Orleans Campus
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 修飾タンパク質作製を可能にする最先端技術 ~生合成 vs 化学合成~2020

    • 著者名/発表者名
      林 剛介
    • 学会等名
      第568回東北大学薬学研究科セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Novel technologies for studying chromatin modifications2019

    • 著者名/発表者名
      Gosuke Hayashi
    • 学会等名
      42nd MBSJ
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] エピジェネティクス研究とタンパク質化学合成2019

    • 著者名/発表者名
      林剛介
    • 学会等名
      大阪大学蛋白質研究所セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] One-pot Sequential or Simultaneous Ligation of Multiple Peptide Fragments for Facilitating Chemical Protein Synthesis2018

    • 著者名/発表者名
      Gosuke Hayashi
    • 学会等名
      ICPAC Langkawi2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] One-pot Multiple Peptide Ligation Strategies Harnessing Palladium Complex or DNA Scaffold2018

    • 著者名/発表者名
      Gosuke Hayashi, Naomi Kamo, Masafumi Yanase, and Akimitsu Okamoto
    • 学会等名
      International Peptide Symposium 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] DNA Scaffold-mediated Peptide Ligation2018

    • 著者名/発表者名
      Gosuke Hayashi, Masafumi Yanase, Yoshiki Konda, Yu Nakatsuka and Akimitsu Okamoto
    • 学会等名
      ISNAC2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 効率的タンパク質合成を指向した ペプチド連結法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      林剛介、梁瀬将史、加茂直己、岡本晃充
    • 学会等名
      第13回ケミカルバイオロジー学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] タンパク質化学合成を加速する ペプチドライゲーション戦略2018

    • 著者名/発表者名
      林剛介、梁瀬将史、加茂直己、誉田祥己、岡本晃充
    • 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] アミノ酸の精密重合体であるタンパク質の化学的全合成とその効率化2018

    • 著者名/発表者名
      林剛介
    • 学会等名
      第165回東海高分子研究会講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] 生体分子反応を制御する 化学的手法による機構と反応場の解明 「エピジェネティック修飾の謎を解き 明かす核酸およびタンパク質化学」2020

    • 著者名/発表者名
      林剛介、岡本晃充
    • 総ページ数
      193
    • 出版者
      化学同人
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [産業財産権] フィブロネクチンIII型ドメイン骨格を含むポリペプチド2020

    • 発明者名
      村上裕、都築成晃、近藤大志、林剛介、藤野公茂、築地真也、吉井達之
    • 権利者名
      村上裕、都築成晃、近藤大志、林剛介、藤野公茂、築地真也、吉井達之
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [産業財産権] 63.SARS-CoV-2 Binding Molecule2020

    • 発明者名
      村上裕、近藤大志、藤野公茂、林剛介、梅本駿、岩谷靖雅
    • 権利者名
      村上裕、近藤大志、藤野公茂、林剛介、梅本駿、岩谷靖雅
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 外国

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-12-25  

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