| 研究課題/領域番号 |
19KK0197
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| 研究種目 |
国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分47:薬学およびその関連分野
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| 研究機関 | 名古屋市立大学 |
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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)
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| 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), 講師 (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)
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| 研究期間 (年度) |
2019-10-07 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 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)
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| 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 |
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| 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。
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| 研究実績の概要 |
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手法について検討し、各酵素特異的なイメージングプローブを開発することを目標として研究に着手した。
これまでにin vitro蛍光プローブ開発として、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てきた。前年度までに、脱アシル化を蛍光検出するプローブの改良を行い、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。これらのプローブは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。 このプローブライブラリからSIRT2に良好な反応性を示すプローブを選択し、化合物ライブラリと組み合わせてスクリーニングを行うことで、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。 さらに脱アシル化反応阻害活性を有するペプチド性SIRT2阻害剤(本研究の過程で見出したもの)について、細胞膜透過性を付与する検討を進め環状化戦略が良好に機能することを見出した。本年度は本研究で見出したペプチド性SIRT2阻害剤について複数の環状化ペプチドを合成・活性評価し、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。さらに良好な活性を示した化合物が、SIRT活性に依存したユビキチン系分解を受けるタンパク質の発現状態を変化させる傾向があることを見出した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本年度は、これまで開発したプローブについて、細胞膜透過性に優れた環状化ペプチドの細胞機能への影響を評価した。その結果、環状化ペプチドが良好なSIR2選択的阻害活性を示し、SIRT2を解するユビキチン化制御により標的タンパク質の分解制御に影響を与える可能性があることを示した。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は、本研究で見出したSIRT2脱ミリストイル化阻害剤をもとに脱アセチル化を阻害せず脱ミリストイル化を阻害する選択的阻害剤への展開を目指す。さらに、タンパク質性蛍光プローブ分子の開発に向けて、非天然アミノ酸タンパク質発現技術と蛍光団、消光団の導入のためのクリック反応を組み合わせ、蛍光団、消光団、ペプチド側鎖の検討を進める。非天然アミノ酸を用いる検討については海外共同研究者の研究室と密接に連絡を取り合い研究代表者、研究分担者が実施する。
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