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修飾ヒストンの完全化学合成と非対称修飾ヌクレオソームの構築

研究課題

研究課題/領域番号 18K05316
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
研究機関大阪大学

研究代表者

川上 徹  大阪大学, 蛋白質研究所, 准教授 (70273711)

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
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード蛋白質 / ライゲーション / ヒストン / 翻訳後修飾 / ユビキチン / DNAメチル化 / ヌクレオソーム
研究成果の概要

ペプチドライゲーション法を基盤として,選択的に修飾されたヒストンを含むヌクレオソームを構築することを目的とし,翻訳後修飾を含む4種類のヒストンの化学合成を行うこととした.また,より効率の高いライゲーション法の開発も行うこととした.その結果,これまでの成果も含めて翻訳後修飾を含む3種類のヒストンの合成を行った.特に,小型タンパク質であるユビキチン修飾を含むヒストンの合成に成功し,その修飾によってDNAメチル化酵素が活性化することが判明した.1種類のヒストンの合成には着手できなかったが,同様の手法によって合成可能である.また,反応効率の高いライゲーション法を見出し,その応用を検討している.

研究成果の学術的意義や社会的意義

遺伝子(DNA)は4種類のヒストンタンパク質からなる8量体に巻き付きヌクレオソームを構成する.これが連なった状態で細胞核に収納される.ヒストンやその関連タンパク質は種々の翻訳後修飾(化学修飾)を受けることで,構造変化やタンパク質間の相互作用を調整して,この遺伝子の発現制御を行っている.これらの修飾は非常に複雑であり,その機能は必ずしも解明されていない.これらの翻訳後修飾を受けたヒストンを選択的に化学合成できるようになれば,それらの機能の解明に非常に有用である.

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

    (16件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Two distinct modes of DNMT1 recruitment ensure stable maintenance DNA methylation2020

    • 著者名/発表者名
      A. Nishiyama, C. Mulholland, S. Bultmann, S. Kori, A. Endo, Y. Saeki, W. Qin, C. Trummer, Y. Chiba, H. Yokoyama, S. Kumamoto, T. Kawakami, H. Hojo, G. Nagae, H. Aburatani, K. Tanaka, K. Arita, H. Leonhardt, M. Nakanishi
    • 雑誌名

      Nat. Commun.

      巻: 11 号: 1 ページ: 1222-1222

    • DOI

      10.1038/s41467-020-15006-4

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Enhanced processivity of Dnmt1 by monoubiquitinated histone H32020

    • 著者名/発表者名
      Y. Mishima, L. Brueckner, S. Takahashi, T. Kawakami, J. Otani, A. Shinohara, K. Takeshita, R. G. Garvilles, M. Watanabe, N. Sakai, H. Takeshima, C. Nachtegael, A. Nishiyama, M. Nakanishi, K. Arita, K. Nakashima, H. Hojo, I. Suetake
    • 雑誌名

      Genes Cells

      巻: 25 号: 1 ページ: 22-32

    • DOI

      10.1111/gtc.12732

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Chemical synthesis of the ubiquitinated form of histone H3 and its effect on DNA methyltransferase 12019

    • 著者名/発表者名
      T. Kawakami, Y. Mishima, M. Takazawa, H. Hojo, I. Suetake
    • 雑誌名

      J. Pept. Sci.

      巻: 25 号: 9

    • DOI

      10.1002/psc.3200

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Glycopeptide synthesis based on a TFA-labile protection strategy and one-pot four-segment ligation for the synthesis of O-glycosylated histone H2A2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Asahina, T. Kawakami, H. Hojo
    • 雑誌名

      Eur. J. Org. Chem.

      巻: - 号: 9 ページ: 1915-1920

    • DOI

      10.1002/ejoc.201801885

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Synthesis of Ubiquitinated Histone H3 and its Effect on DNA Methyltransferase 12021

    • 著者名/発表者名
      Toru Kawakami
    • 学会等名
      The 18th Akabori Conference
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ライゲーション法を基盤とする翻訳後修飾タンパク質の化学合成2021

    • 著者名/発表者名
      川上 徹
    • 学会等名
      蛋白質研究所セミナー「多角的な視点による蛋白質修飾の機能解明」
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Investigation on stereochemistry of cysteinyl prolyl ester (CPE) peptide for the formation of thioester2020

    • 著者名/発表者名
      Eri Sasakura, Hironobu Hojo, Toru Kawakami
    • 学会等名
      第57回ペプチド討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ユビキチン化ヒストンH3の化学合成2019

    • 著者名/発表者名
      川上 徹,高澤雅也,三島優一,北條裕信,末武 勲
    • 学会等名
      第19回日本蛋白質科学会年会,第71回日本細胞生物学会大会 合同年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 修飾ヒストンの化学合成2019

    • 著者名/発表者名
      川上 徹
    • 学会等名
      蛋白質研究所セミナー「化学によるタンパク質修飾の機能解明を目指して」
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ユビキチン化ヒストンH3の化学合成とその効果2019

    • 著者名/発表者名
      川上 徹,三島優一,高澤雅也,北條裕信,末武 勲
    • 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] Chemical Synthesis of Ubiquitinated Histone H3 and Its Effect on DNA Methyltransferase 12019

    • 著者名/発表者名
      T. Kawakami, Y. Mishima, M. Takazawa, H. Hojo, I. Suetake
    • 学会等名
      第56回ペプチド討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 修飾ヒストンの化学合成とその応用例2019

    • 著者名/発表者名
      川上 徹
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Chemical synthesis of ubiquitinated histone H32018

    • 著者名/発表者名
      Toru Kawakami, Masaya Takazawa, Yuichi Mishima, Hironobu Hojo, Isao Suetake
    • 学会等名
      The 10th international Peptide Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis of Ubiquitinated Histone2018

    • 著者名/発表者名
      Toru Kawakami
    • 学会等名
      The 17th Akabori Conference
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A preparation of isopeptide mimetics by the peptide ligation using a thiirane linker2018

    • 著者名/発表者名
      Toru Kawakami, Yuichi Mishima, Hironobu Hojo, Isao Suetake
    • 学会等名
      35th European Peptide Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考]

    • URL

      http://www.protein.osaka-u.ac.jp/organic/publication/kawa.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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