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特殊アミノ酸を駆使したエピジェネティック制御酵素可視化蛍光プローブの開発

研究課題

研究課題/領域番号 19KK0197
研究種目

国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))

配分区分基金
審査区分 中区分47:薬学およびその関連分野
研究機関名古屋市立大学

研究代表者

中川 秀彦  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(薬学), 教授 (80281674)

研究分担者 川口 充康  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(薬学), 准教授 (10735682)
家田 直弥  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(薬学), 講師 (00642026)
研究期間 (年度) 2019-10-07 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円)
2022年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2021年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2020年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
2019年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード蛍光プローブ / エピジェネティクス / イメージング / ケミカルバイオロジー
研究開始時の研究の概要

研究代表者はエピジェネティック制御酵素の1つSIRTが脱アシル化活性を触媒することに着目しSIRT活性検出蛍光プローブを開発し世界で初めて細胞内のSIRT活性をイメージングすることに成功した。一方、海外共同研究者の1人はペプチド・タンパク質合成に利用可能な特殊アミノ酸を開発しペプチドやタンパク質に任意の蛍光団を導入する技術を開発した。これらの成果を融合しエピジェネティック制御酵素(SIRT、HDAC等)の選択的ペプチド性及びタンパク質性プローブを開発する。プローブの性能をもう1人の海外共同研究者とともに解析し、高性能化することで多様なエピジェネティック制御のイメージング技術を開発する。

研究成果の概要

エピジェネティック酵素の1種であるSIRTアイソザイムについて、独自蛍光プローブの開発を進めた。多様なペプチド配列および蛍光消光団を組み合わせたペプチドプローブライブラリの構築を行なった。これらはSIRTの各アイソザイムに対して異なる反応性を示し、そのうちの1つはSIRT3に優位な反応性を示すことが判明した。またSIRT2に良好な反応性を示すプローブを用いてケミカルスクリーニングを行い、SIRT2の脱ミリストリル化を効果的に阻害する阻害剤の同定に成功した。環状化戦略と一部D体置換を採用し細胞系で良好なSIRT2選択的酵素阻害活性を示す化合物を見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

エピジェネティック制御は近年大きな注目を集めている遺伝子発現及び細胞制御機構の1つであり、生命維持の基本的機構に関わると共に、多くの疾患に関連することが明らかになりつつある。エピジェネティック制御酵素の活性検出蛍光プローブの開発は、選択的阻害剤など有用な研究ツール及び治療薬候補の開発に資する。本研究の成果は、生命機能の解明や疾患治療法の開発に貢献すると考えられる。

報告書

(6件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2022 2021 2019 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] University of Pennsylvania(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Pennsylvania(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Sirtuin蛍光プローブの創製とそれを活用した論理的阻害剤開発および探索2022

    • 著者名/発表者名
      Kawaguchi Mitsuyasu、Nakajima Yuya、Nakagawa Hidehiko
    • 雑誌名

      有機合成化学協会誌

      巻: 80 号: 9 ページ: 831-842

    • DOI

      10.5059/yukigoseikyokaishi.80.831

    • ISSN
      0037-9980, 1883-6526
    • 年月日
      2022-09-01
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Stereochemistries of mariannamides C and D, two lipohexapeptides, isolated from Mariannaea elegans NBRC1023012022

    • 著者名/発表者名
      Kan’ichiro Ishiuchi, Akiho Nagumo, Mitsuyasu Kawaguchi, Honoka Furuyashiki, Hidehiko Nakagawa, Dai Hirose
    • 雑誌名

      Heterocycles

      巻: 104 号: 10 ページ: 1822-1835

    • DOI

      10.3987/com-22-14728

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Nucleoside Diphosphate-Bearing Fragile Histidine Triad-Imaging Fluorescence Probes with Well-Tuned Hydrophobicity for Intracellular Delivery2022

    • 著者名/発表者名
      Kawaguchi Mitsuyasu、Furuse Yuri、Ieda Naoya、Nakagawa Hidehiko
    • 雑誌名

      ACS Sensors

      巻: 7 号: 9 ページ: 2732-2742

    • DOI

      10.1021/acssensors.2c01273

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Set of Highly Sensitive Sirtuin Fluorescence Probes for Screening Small-Molecular Sirtuin Defatty-Acylase Inhibitors2021

    • 著者名/発表者名
      Yuya Nakajima, Mitsuyasu Kawaguchi, Naoya Ieda, Hidehiko Nakagawa
    • 雑誌名

      ACS Medicinal Chemistry Letters

      巻: 12 号: 4 ページ: 617-624

    • DOI

      10.1021/acsmedchemlett.1c00010

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Live-Cell Imaging of Sirtuin Activity Using a One-Step Fluorescence Probe2021

    • 著者名/発表者名
      Mitsuyasu Kawaguchi, Hidehiko Nakagawa
    • 雑誌名

      Methods in molecular biology

      巻: 2274 ページ: 155-168

    • DOI

      10.1007/978-1-0716-1258-3_14

    • ISBN
      9781071612576, 9781071612583
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Peptide-Based Sirtuin Defatty-Acylase Inhibitors Identified by the Fluorescence Probe, SFP3, That Can Efficiently Measure Defatty-Acylase Activity of Sirtuin2019

    • 著者名/発表者名
      Mitsuyasu Kawaguchi, Naoya Ieda, and Hidehiko Nakagawa
    • 雑誌名

      J. Med. Chem.

      巻: 62 号: 11 ページ: 5434-5452

    • DOI

      10.1021/acs.jmedchem.9b00315

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 細胞膜透過型ペプチド性 SIRT2 阻害剤の開発と細胞障害性評価2022

    • 著者名/発表者名
      古屋敷帆乃花、川口充康、家田直弥、中川秀彦
    • 学会等名
      第68回日本薬学会東海支部総会・大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Sirtuin脱アシル化阻害剤のスクリーニングに適用可能なケミカルプローブ群の開発2021

    • 著者名/発表者名
      中嶋雄哉、川口充康、家田直弥、中川秀彦
    • 学会等名
      第74回日本酸化ストレス学会 第21回日本NO学会合同学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Sirtuin脱脂肪酸アシル化阻害剤開発を指向した蛍光プローブ群の開発2021

    • 著者名/発表者名
      中嶋雄哉、川口充康、家田直弥、中川秀彦
    • 学会等名
      日本ケミカルバイオロジー学会 第15回年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Sirtuin脱ミリストイル化阻害剤のスクリーニングに適用可能なケミカルプローブ群の開発2021

    • 著者名/発表者名
      中嶋雄哉, 川口充康, 家田直弥, 中川秀彦
    • 学会等名
      第67回日本薬学会東海支部大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] 名古屋市立大学 大学院薬学研究科 薬化学分野

    • URL

      http://www.phar.nagoya-cu.ac.jp/hp/ykg/Yakka/index.html

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書
  • [備考] 名古屋市立大学大学院薬学研究科薬化学分野

    • URL

      https://www.nagoya-cu.ac.jp/phar/grad/soyaku/iyaku/yakka.html

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 研究室Webサイト

    • URL

      https://www.nagoya-cu.ac.jp/phar/grad/soyaku/iyaku/yakka.html

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-10-10   更新日: 2025-01-30  

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