細胞内在性タンパク質活性の時空間的光制御を目指した新規化学修飾法の開発

• 研究課題/領域番号: 23750188
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生体関連化学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 高岡 洋輔 京都大学, 大学院・工学研究科, 助教 (80599762)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2012年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2011年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: タンパク質 / ケミカルバイオロジー / 化学修飾 / 酵素 / リガンド / 自己集合

研究概要

いくつかのタンパク質化学修飾法を試行して、タンパク質の活性を光で可逆的に制御する方法論を確立した。モデル酵素として炭酸脱水酵素(CAI)を 選 択 し 、CAIリガンドと、CAI表面に疎水性相互作用で結合する19F分子とを、ケージド基で構成するアシルイミダゾール結合で連結したラベル化剤を用いることで、酵素活性の100%オフオンスイッチングを達成した。

研究成果

• [雑誌論文] 動的な自己集合性ナノ粒子によるタンパク質活性のシグナルOFF/ONイメージング (2013)
  • 著者名/発表者名: 高岡 洋輔、浜地 格
  • 雑誌名: 高分子 巻: 62巻 ページ: 315-317
  • NAID: 10031174571
• [雑誌論文] One-step construction of caged carbonic anhydrase I using ligand-directed acyl imidazole-based protein labeling method (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Matsuo, Y. Kioi, R. Yasui, Y. Takaoka, T. Miki, S. Fujishima, I. Hamachi
  • 雑誌名: Chem. Sci 巻: 4 ページ: 2573-2580
  • 査読あり
• [雑誌論文] Protein Organic Chemistry and Applications for Labeling and Engineering in Live-Cell Systems (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Takaoka, A. Ojida, I. Hamachi
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed 巻: 52 ページ: 4088-4106
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantitative comparison of protein dynamics in live cells and in vitro by in-cell 19F-NMR (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Takaoka, Y. Kioi, A. Morito, J. Otani, K. Arita, E. Ashihara, M. Ariyoshi, H. Tochio, M. Shirakawa, I. Hamachi
  • 雑誌名: Chem. Commun 巻: 49 ページ: 2801-2803
  • 査読あり
• [雑誌論文] One-step Construction of Caged Carbonic Anhydrase I Using Ligand-directed Acyl Imidazole-based Protein Labeling Method (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazuya Matsuo
  • 雑誌名: Chem. Sci 巻: (印刷中) 号: 6 ページ: 2573-2580
  • DOI: 10.1039/c3sc50560j
  • 査読あり
• [雑誌論文] Protein Organic Chemistry and Applications for Labeling and Engineering in Live-Cell Systems (2013)
  • 著者名/発表者名: Yousuke Takaoka
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 52 ページ: 4088-4106
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantitative comparison of protein dynamics in live cells and in vitro by in-cell (19)F-NMR. (2013)
  • 著者名/発表者名: Takaoka Y, Kioi Y, Morito A, Otani J, Arita K, Ashihara E, Ariyoshi M, Tochio H, Shirakawa M, Hamachi I.
  • 雑誌名: Chem Commun 巻: 49 号: 27 ページ: 2801-2803
  • DOI: 10.1039/c3cc39205h
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Specific Cell Surface Protein Imaging by Extended Self-Assembling Fluorescent Turn-on Nanoprobes (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Mizusawa, Y. Takaoka, I. Hamachi
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 134 ページ: 13386-13395
  • 査読あり
• [雑誌論文] Systematic Study of Protein Detection Mechanism of Self-Assembling 19F NMR/MRI nanoprobes toward Rational Design and Improved Sensitivity (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Takaoka, K. Kiminami, K. Mizusawa, K. Matsuo, M. Narazaki, T. Matsuda, I. Hamachi
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 133 ページ: 11725-11731
  • 査読あり
• [雑誌論文] Construction of 19F-labeled lectin using ligand-tethered DMAP chemistry for a 19F-NMR based saccharide biosensor (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Sun, Y, Takaoka, S. Tsukiji, M. Narazaki, T. Matsuda, I. Hamachi
  • 雑誌名: Bioorg. Med. Chem. Lett 巻: 21 ページ: 4393-4396
  • 査読あり
• [雑誌論文] Systematic Study of Protein Detection Mechanism of Self-assembling 19F NMR/MRI Nanoprobes toward Rational Design and Improved Sensitivity (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Takaoka, K. Kiminami, K. Mizusawa, K. Matsuo, M. Narazaki, T. Matsuda, I. Hamachi
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 巻: 133 ページ: 11725-11731
  • 査読あり
• [雑誌論文] Construction of 19F-labeled lectin using ligand-tethered DMAP chemistry for a 19F-NMR based saccharide biosensor (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Sun, Y. Takaoka, S. Tsukiji, M. Narazaki, T. Matsuda, I. Hamachi
  • 雑誌名: Bioorganic and Medicinal Chemistry Letters 巻: 21 ページ: 4393-4396
  • 査読あり
• [学会発表] 「天然タンパク質表面の部位特異的なケミカルラベリング法の開発」新学術領域研究天然物ケミカルバイオロジー (2013)
  • 著者名/発表者名: 高岡 洋輔
  • 学会等名: 第4回公開シンポジウム
  • 発表場所: つくば国際会議場
  • 年月日: 2013-05-29
• [学会発表] 革新的ケミカルプローブによるバイオセンシング(2):自己集合性ナノプローブによる細胞内タンパク質イメージング (2013)
  • 著者名/発表者名: 水澤 圭吾、高岡 洋輔、浜地 格
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 立命館大学びわこ・くさつキャンパス
  • 年月日: 2013-03-22
• [学会発表] 革新的ケミカルプローブによるバイオセンシング(1):自己会合性ナノプローブによる酵素活性Turn-Onイメージング (2013)
  • 著者名/発表者名: 松尾和哉
  • 学会等名: 日本化学会第９３春季年会
  • 発表場所: 立命館大学
• [学会発表] 革新的ケミカルプローブによるバイオセンシング(2):自己集合性ナノプローブによる細胞内蛋白質イメージング (2013)
  • 著者名/発表者名: 水澤圭吾
  • 学会等名: 日本化学会第９３春季年会
  • 発表場所: 立命館大学
• [学会発表] In cellケミカルラベリング(2):アフィニティ駆動型DMAP(AGD)触媒による部位特異的19Fラベル化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋直哉
  • 学会等名: 日本化学会第９３春季年会
  • 発表場所: 立命館大学
• [学会発表] Quantitative Comparison of Protein Dynamics in Live Cells and in vitro by In-Cell 19F-NMR (2012)
  • 著者名/発表者名: Yousuke Takaoka, Itaru Hamachi
  • 学会等名: International Joint Symposium on Single-Cell Analysis
  • 発表場所: Kyoto Research Park, Japan
  • 年月日: 2012-11-28
• [学会発表] 「細胞内在性タンパク質の効率的化学修飾法と機能化」、新学術領域 天然物ケミカルバイオロジー (2012)
  • 著者名/発表者名: 高岡 洋輔、鬼追 芳行、森戸 昭等、大谷 淳二、有田 恭平、芦原 英司、有吉 眞理子、杤尾 豪人、白川 昌宏、浜地 格
  • 学会等名: 第2回若手研究者ワークショップ
  • 発表場所: 大阪大学中之島センター
  • 年月日: 2012-10-30
• [学会発表] 細胞内在性タンパク質の19Fラベリングとダイナミクス解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高岡 洋輔、鬼追 芳行、森戸 昭等、大谷 淳二、有田 恭平、芦原 英司、有吉 眞理子、杤尾 豪人、白川 昌宏、浜地 格
  • 学会等名: 第6回バイオ関連化学シンポジウム
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2012-09-06
• [学会発表] LDT化学による蛋白質工学(2): 19F-ラベルによる細胞内蛋白質ダイナミクスの定量解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高岡 洋輔、鬼追 芳行、森戸 昭等、杤尾 豪人、白川 昌宏、浜地 格
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 慶応義塾大学
  • 年月日: 2012-03-28
• [学会発表] LDAI化学によるタンパク質ラベリングを利用したケージド酵素の構築 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松尾和哉
  • 学会等名: 第６回バイオ関連化学シンポジウム
  • 発表場所: 北海道大学
• [学会発表] 細胞内在性タンパク質の19Fラベリングとダイナミクス解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高岡洋輔
  • 学会等名: 第６回バイオ関連化学シンポジウム
  • 発表場所: 北海道大学
• [学会発表] Turn-On型蛋白質検出19F MRIプローブの検出メカニズム解明と高感度化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高岡 洋輔、木南 啓司、水澤 圭吾、松尾 和哉、楢崎 美智子、松田 哲也、浜地 格
  • 学会等名: 第5回バイオ関連化学シンポジウム
  • 発表場所: つくば国際会議場
  • 年月日: 2011-09-13
• [学会発表] Turn-on 型蛋白質検出 19F MRI プローブの検出メカニズム解明と高感度化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高岡 洋輔、木南 啓司、水澤 圭吾、松尾 和哉、楢崎 美智子、松田 哲也、浜地 格
  • 学会等名: 第5回バイオ関連化学シンポジウム
  • 発表場所: つくば国際会議場
• [図書] 生体分子および生体反応のイメージング (2012)
  • 著者名/発表者名: 高岡 洋輔、浜地 格
  • 出版者: 共立出版
• [図書] 生体分子および生体反応のイメージング、最先端材料システム One Point 10イメージング (2012)
  • 著者名/発表者名: 高岡洋輔
  • 総ページ数: 32
  • 出版者: 共立出版
• [備考]
  • URL: http://www.sbchem.kyoto-u.ac.jp/hamachi-lab/
• [備考] 浜地研究室ー京都大学大学院 工学研究科 合成・生物化学専攻 浜地研究室
  • URL: http://www.sbchem.kyoto-u.ac.jp/hamachi-lab/