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小分子化合物と光によるタンパク質分解の時空間的制御

研究課題

研究課題/領域番号 19K05733
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37030:ケミカルバイオロジー関連
研究機関京都大学

研究代表者

竹本 靖  京都大学, 化学研究所, 助教 (50453543)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021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)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードケミカルバイオロジー / 小分子化合物 / 光照射 / タンパク質分解
研究開始時の研究の概要

細胞のタンパク質の発現量を低下させる技術はこれまでに様々に開発されてきた。その究極は、「特定のタンパク質を、望む時に、望む場所で、望む量を低下させる」ことであろう。一方、申請者は偶然にも、スクアレン合成酵素(SQS)の阻害剤として開発されたYM-53601が、SQSのC末領域を付加したタンパク質に対し、選択的に光分解を誘導することを見出している。そこで、本研究課題では、申請者が発見した知見を改良し、特定のタンパク質の分解を時空間的に制御する技術の開発を行う。本研究課題を遂行することで、生命現象を解明するための新しい研究の切り口を提示できる。

研究成果の概要

細胞内の特定のタンパク質の発現量を低下させる技術は、これまでに様々に開発されてきた。その究極は、「特定のタンパク質を、望む時に、望む場所で、望む量を低下させる」ことであろう。一方、申請者は偶然にも、スクアレン合成酵素(SQS)の阻害剤として開発されたYM-53601が、SQSのC末領域を付加したタンパク質に対し、選択的に光分解を誘導することを見出した。そこで、本研究課題では、申請者が発見した知見を理解し、特定のタンパク質の分解を時空間的に制御する技術の開発を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

個々のタンパク質の機能を理解する最良の方法は、細胞内のタンパク質の発現量を低下させ、その時に現れる表現型を解析することである。事実、CRISPR-Cas9を用いたゲノム編集によるノックアウト法やRNA干渉法によるmRNAレベルでのノックダウン法は、現在広く用いられている。さらに、タンパク質の機能を時空間的に解析する、すなわち、特定の時に、特定の空間に存在する目的のタンパク質を選択的に分解できる技術を開発することができれば、より詳細に生命現象の解明を行うことができる。本研究は、そのような技術の開発に貢献できると考えられる。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Chemical Genetics Reveals a Role of Squalene Synthase in TGFβ Signaling and Cardiomyogenesis2021

    • 著者名/発表者名
      Takemoto Yasushi、Kadota Shin、Minami Itsunari、Otsuka Shinya、Okuda Satoshi、Abo Masahiro、Punzalan Louvy Lynn、Shen Yan、Shiba Yuji、Uesugi Motonari
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 60 号: 40 ページ: 21824-21831

    • DOI

      10.1002/anie.202100523

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Chemoproteomic Profiling of a Pharmacophore-Focused Chemical Library2020

    • 著者名/発表者名
      Louvy Lynn Punzalan, Lulu Jiang, Di Mao, Amarjyoti Das Mahapatra, Shinichi Sato, Yasushi Takemoto, Mari Tsujimura, Kosuke Kusamori, Makiya Nishikawa, Lu Zhou, Motonari Uesugi
    • 雑誌名

      Cell Chemical Biology

      巻: 27 号: 6 ページ: 708-718

    • DOI

      10.1016/j.chembiol.2020.04.007

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Discovery of a Small-Molecule-Dependent Photolytic Peptide2020

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Takemoto, Di Mao, Louvy Lynn Punzalan, Sebastian Goetze, Shin-ichi Sato, Motonari Uesugi
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 142 号: 3 ページ: 1142-1146

    • DOI

      10.1021/jacs.9b09178

    • NAID

      120006813278

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 光反応性プローブを用いた生理活性小分子化合物の標的同定2022

    • 著者名/発表者名
      竹本靖
    • 学会等名
      JT講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Discovery of a Small-Molecule-Dependent Photolytic Peptide2021

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Takemoto, Di Mao, Louvy Lynn Punzalan, Sebastian Goetze, Shin-ichi Sato, Motonari Uesugi
    • 学会等名
      Pacifichem 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] YM-53601によるスクアレン合成酵素の光分解機構の解析2019

    • 著者名/発表者名
      竹本 靖、Di Mao、Louvy Punzalan、Sebastian Goetze、上杉 志成
    • 学会等名
      日本ケミカルバイオロジー学会第14回年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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