細胞夾雑系でも有効なタンパク質そのまま有機化学の開拓

• 研究課題/領域番号: 24245032
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生体関連化学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 浜地 格 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90202259)
• 研究期間 (年度): 2012-05-31 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 45,370千円 (直接経費: 34,900千円、間接経費: 10,470千円); 2014年度: 23,140千円 (直接経費: 17,800千円、間接経費: 5,340千円); 2013年度: 12,350千円 (直接経費: 9,500千円、間接経費: 2,850千円); 2012年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
• キーワード: 生命化学 / 細胞系反応 / 蛋白質 / ラベル化

研究成果の概要

本研究の目的は、種々の生命現象の鍵を握る代表的な生体高分子であるタンパク質を、試験管内だけでなくin cellやin vivoなど、より生体そのままの環境でも特異的かつ任意に修飾・変換（ラベル化）できる新規な化学的方法論の構築である。これまで我々が開発したトシル基を用いたLDT化学の他に、今回新しいリガンド指向性化学として膜蛋白質に広く応用できるアルコキシアシルイミダゾール(LDAI)化学、およびオルト置換芳香族安息香酸エステルを反応性の官能基として細胞内タンパク質のかなり迅速なアシル化反応を可能とするLDBB化学の開発に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Ligand-Directed Tosyl Chemistry for Selective Native Protein Labeling In Vitro, In Cells, and In Vivo (2015)
  • 著者名/発表者名: Shinya Tsukiji, Itaru Hamachi
  • 雑誌名: Methods in Molecular Biology 巻: 1266 ページ: 243-263
  • DOI: 10.1007/978-1-4939-2272-7_17
  • ISBN: 9781493922710, 9781493922727
  • 査読あり
• [雑誌論文] Labeling Proteins by Affinity-guided DMAP Chemistry (2015)
  • 著者名/発表者名: Tomonori Tamura, Itaru Hamachi
  • 雑誌名: Methods in Molecular Biology 巻: 1266 ページ: 229-242
  • DOI: 10.1007/978-1-4939-2272-7_16
  • ISBN: 9781493922710, 9781493922727
  • 査読あり
• [雑誌論文] Extended Affinity-guided DMAP Chemistry with Finely-tuned Acyl Donor for Intracellular FKBP12 Labeling (2015)
  • 著者名/発表者名: Zhining Song, Yousuke Takaoka, Yoshiyuki Kioi, Kazuhiro Komatsu,Tomonori Tamura, Takayuki Miki, Itaru Hamachi
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 44 号: 3 ページ: 333-335
  • DOI: 10.1246/cl.141065
  • NAID: 130004868396
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ligand-directed Dibromophenyl Benzoate Chemistry for Rapid and Selective Acylation of Intracellular Natural Proteins (2015)
  • 著者名/発表者名: Yousuke Takaoka, Yuki Nishikawa, Yuki Hashimoto, Kenta Sasaki, Itaru Hamachi
  • 雑誌名: Chemical Science 巻: 6 号: 5 ページ: 3217-3224
  • DOI: 10.1039/c5sc00190k
  • NAID: 120005753890
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Design of a Binuclear Ni(II)-iminodiacetic Acid (IDA) Complex for Selective Recognition and Covalent Labeling of His-tag Fused Proteins (2014)
  • 著者名/発表者名: Ikuko Takahira, Hirokazu Fuchida, Shigekazu Tabata, Naoya Shindo, Shohei Uchinomiya, Itaru Hamachi, Akio Ojida
  • 雑誌名: Bioorg. Med. Chem. Lett. 巻: 24 号: 13 ページ: 2855-2858
  • DOI: 10.1016/j.bmcl.2014.04.096
  • 査読あり
• [雑誌論文] Recent Progress in Design of Protein-based Fluorescent Biosensors and Their Cellular Applications (2014)
  • 著者名/発表者名: Tomonori Tamura, Itaru Hamachi
  • 雑誌名: ACS Chemical Biology 巻: 9 号: 12 ページ: 2708-2717
  • DOI: 10.1021/cb500661v
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ligand-directed Tosyl Chemistry for in Situ Native Protein Labeling and Engineering in Living Systems: from Basic Properties to Applications (2014)
  • 著者名/発表者名: Shinya Tsukiji, Itaru Hamachi
  • 雑誌名: Curr. Opin. Chem. Biol. 巻: 21 ページ: 136-143
  • 査読あり
• [雑誌論文] Peptide Tag/Probe Pairs Based on Coordination Chemistry for Protein Labeling (2014)
  • 著者名/発表者名: Shohei Uchinomiya, Akio Ojida, Itaru Hamachi
  • 雑誌名: Inorganic Chemistry 巻: 53 号: 4 ページ: 1816-1823
  • DOI: 10.1021/ic401612z
  • 査読あり
• [雑誌論文] Disassembly-driven Turn-on Sensing of Enzyme Activity by using Substrate-based Fluorescent Nanoprobe (2013)
  • 著者名/発表者名: Yousuke Takaoka, Yoshiaki Fukuyama, Kazuya Matsuo, Itaru Hamachi
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 42 号: 11 ページ: 1426-1428
  • DOI: 10.1246/cl.130697
  • NAID: 130004426810
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthetic Self-Localizing Ligands That Control the Spatial Location of Proteins in Living Cells (2013)
  • 著者名/発表者名: Manabu Ishida, Hideaki Watanabe, Kazumasa Takigawa, Yasutaka Kurishita, Choji Oki, Akinobu Nakamura, Itaru Hamachi, and Shinya Tsukiji
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 巻: 135 号: 34 ページ: 12684-12689
  • DOI: 10.1021/ja4046907
  • 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 Application for Labeling and Engineering in Live-Cell Systems (2013)
  • 著者名/発表者名: Yousuke Takaoka, Akio Ojida, Itaru Hamachi
  • 雑誌名: Angewante Chemie International Edition 巻: 52 号: 15 ページ: 4088-4106
  • DOI: 10.1002/anie.201207089
  • 査読あり
• [雑誌論文] 細胞内在性タンパク質の直接ラベル化とセンシング (2012)
  • 著者名/発表者名: 浜地 格
  • 雑誌名: ここまで進んだバイオセンシング・イメージング-1分子から細胞,脳まで- 巻: - ページ: 101-107
  • NAID: 120005540440
• [学会発表] タンパク質ラベリングを基盤とした生細胞有機化学 (2015)
  • 著者名/発表者名: 浜地 格
  • 学会等名: JST-ERATO伊藤グライコトリロジープロジェクト終了シンポジウム「融合的アプローチによる生命現象の探求」
  • 発表場所: 理化学研究所・大河内記念ホール
  • 年月日: 2015-01-23
  • 招待講演
• [学会発表] Ligand-directed Chemistry for Protein Labeling under Live Conditions (2014)
  • 著者名/発表者名: Itaru Hamachi
  • 学会等名: 15th Tetrahedron Symposium -Asian Edition
  • 発表場所: Singapore EXPO Convention and Exhibition Centre, SINGAPORE
  • 年月日: 2014-10-28 – 2014-10-31
  • 招待講演
• [学会発表] Protein Organic Chemistry under Live Cell Conditions (2014)
  • 著者名/発表者名: Itaru Hamachi
  • 学会等名: The Nagoya Medal of Organic Chemistry 2014
  • 発表場所: Noyori Conference Hall, Nagoya University, JAPAN
  • 年月日: 2014-10-27
  • 招待講演
• [学会発表] 内在性タンパク質のケミカルラベルによる生細胞での相互作用解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 浜地 格
  • 学会等名: 第6回薬学の未来を考える京都シンポジウム「イメージング技術が切り開く創薬・病態研究の未来」
  • 発表場所: 京都大学・薬学部記念講堂
  • 年月日: 2014-08-02
  • 招待講演
• [学会発表] Chemical Strategies for Labeling and Manipulating Proteins in Live Cells (2014)
  • 著者名/発表者名: Itaru Hamachi
  • 学会等名: Bioorthogonal Chemistry Meeting of the Division of Biochemistry
  • 発表場所: Harnack-Haus (Goethe-Saal), Berlin, GERMANY
  • 年月日: 2014-07-16 – 2014-07-18
  • 招待講演
• [学会発表] Ligand-directed chemistry for endogenous protein labeling under live conditions (2014)
  • 著者名/発表者名: Itaru Hamachi
  • 学会等名: 15th Tetrahedron Symposium
  • 発表場所: Millennium Gloucester Hotel London Kensington, UK
  • 年月日: 2014-06-24 – 2014-06-27
  • 招待講演
• [学会発表] Chemistry for Native Protein Labeling Under Live Conditions (2013)
  • 著者名/発表者名: Itaru Hamachi
  • 学会等名: The 3rd Annual Symposium "Frontiers at the Chemistry-Biology Interface"
  • 発表場所: Peking University, China
  • 招待講演
• [学会発表] 内在性蛋白質のケミカルレベル化法の開発とイメージング (2013)
  • 著者名/発表者名: 浜地 格
  • 学会等名: 第22回日本バイオイメージング学会学術集会
  • 発表場所: 東京大学
  • 招待講演
• [学会発表] 生細胞での化学プローブ／蛋白質の直接ハイブリッド化による機能化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 浜地 格
  • 学会等名: 化学工学会第45回秋季大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 招待講演
• [学会発表] 細胞夾雑系でのタンパク質合成化学 (2013)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 招待講演
• [学会発表] 生命化学の深化を目指した分子技術 (2013)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 招待講演
• [備考] 浜地研究室ホームページ
  • URL: http://www.sbchem.kyoto-u.ac.jp/hamachi-lab/
• [備考] 浜地研究室 - 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