超分子戦略に基づく可逆的タンパク質性因子受容体活性化のリアルタイムイメージング

• 研究課題/領域番号: 25708026
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 生体関連化学
• 研究機関: 東北大学 (2014-2016); 京都大学 (2013)
• 研究代表者: 高岡 洋輔 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 講師 (80599762)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 25,350千円 (直接経費: 19,500千円、間接経費: 5,850千円); 2016年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2015年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円); 2014年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2013年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
• キーワード: 蛋白質間相互作用 / ケミカルバイオロジー / 超分子 / 蛋白質化学修飾 / 蛋白質 / 受容体 / イメージング / サイトカイン / バイオテクノロジー / 細胞・組織

研究成果の概要

本研究では、蛋白質性因子とその受容体に代表される蛋白質間相互作用を標的として、これを制御、解析する化学的な方法論を開発した。さらに生細胞上で受容体との結合部位の同定、及び活性化のリアルタイムイメージングに成功した。さらに自己集合性ケミカルプローブの開発により、世界で初めて細胞内で蛋白質と小分子リガンドとの結合に伴い可逆的に作動する、超分子的方法の開発にも成功した。これらの知見を生かし、細胞内在性の蛋白質を特異的に化学修飾する方法論の開発や、植物ホルモン受容体が引き起こす蛋白質間相互作用の解析方法へと拡張することに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Reactive group-embedded affinity labeling reagent for efficient intracellular protein labeling (2017)
  • 著者名/発表者名: Y. Takaoka, Y. Nukadzuka, M. Ueda
  • 雑誌名: Bioorg. Med. Chem. 巻: 25 号: 11 ページ: 2888-2894
  • DOI: 10.1016/j.bmc.2017.02.059
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A Novel Nuclear Receptor Ligand, Digoxigenin, is a Selective Antagonist of Liver-X-receptors (2017)
  • 著者名/発表者名: H. Oishi, Y. Takaoka, T. Nishimaki-Mogami, H. Saito, M. Ueda
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: 46 号: 3 ページ: 313-314
  • DOI: 10.1246/cl.161071
  • NAID: 130005436551
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 植物細胞内分子イメージングへの挑戦 (2017)
  • 著者名/発表者名: 高岡洋輔
  • 雑誌名: 化学と工業 巻: 73 ページ: 238-239
• [雑誌論文] Dual function of coronatine as a bacterial virulence factor against plants: possible COI1 JAZ independent role (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Egoshi, Y. Takaoka, H. Saito, Y. Nukadzuka, K. Hayashi, Y. Ishimaru, H. Yamakoshi, K. Dodo, M. Sodeoka, M. Ueda
  • 雑誌名: RSC Adv. 巻: 6 号: 23 ページ: 19404-19412
  • DOI: 10.1039/c5ra20676f
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Protein Ligand-tethered Synthetic Calcium Indicator for Localization Control and Spatiotemporal Calcium Imaging in Plant Cells (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Takaoka, M. Shigenaga, Y. Nukadzuka, M. Imai, Y. Ishimaru, K. Saito, R. Yokoyama, K. Nishitani, M. Ueda
  • 雑誌名: Bioorg. Med. Chem. Lett. 巻: 26 号: 1 ページ: 9-14
  • DOI: 10.1016/j.bmcl.2015.11.055
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Biomembrane-embedded Catalysts for Membrane-associated Protein Labeling on Red Blood Cells (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuki Yasueda, Tomonori Tamura, Keiko Kuwata, Yousuke Takaoka, Itaru Hamachi
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: 44 号: 12 ページ: 1673-1675
  • DOI: 10.1246/cl.150797
  • NAID: 130005112533
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Analysis of Cell-surface Receptor Dynamics Through Covalent Labeling by Catalyst-tethered Antibody (2015)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Hayashi, Yuki Yasueda, Tomonori Tamura, Yousuke Takaoka, Itaru Hamachi
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 137 号: 16 ページ: 5372-5380
  • DOI: 10.1021/jacs.5b02867
  • 査読あり / 国際共著
• [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] 飛翔する若手研究者：合成ナノプローブによる細胞内タンパク質可逆センシング (2015)
  • 著者名/発表者名: 高岡洋輔
  • 雑誌名: 化学と工業 巻: 68 ページ: 737-738
• [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] In cell NMRに向けた化学生物学的アプローチ (2014)
  • 著者名/発表者名: 高岡洋輔、浜地格
  • 雑誌名: 生体の科学 巻: 65 ページ: 113-118
• [雑誌論文] Live Cell Off-target Identification of Lapatinib Using Ligand-Directed Tosyl Chemistry. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamaura K, Kuwata K, Tamura T, Kioi Y, Takaoka Y, Kiyonaka S, Hamachi I.
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 50 号: 91 ページ: 14097-14100
  • DOI: 10.1039/c4cc05885b
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chemically Reactive Supramolecular Hydrogel Coupled with a Signal Amplification System for Enhanced Analyte Sensitivity (2014)
  • 著者名/発表者名: Tatsuyuki Yoshii, Keigo Mizusawa, Yousuke Takaoka, and Itaru Hamachi
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 巻: 136 号: 47 ページ: 16635-16642
  • DOI: 10.1021/ja508955y
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Specific Detection and Imaging of Enzyme Activity by Signal-Amplifiable Self-Assembling 19F MRI Probes (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazuya Matsuo, Rui Kamada, Keigo Mizusawa, Hirohiko Imai, Yuki Takayama, Michiko Narazaki, Tetsuya Matsuda, Yousuke Takaoka, Itaru Hamachi
  • 雑誌名: Chemistry 巻: online 号: 38 ページ: 12875-12883
  • DOI: 10.1002/chem.201300817
  • 査読あり
• [雑誌論文] Semisynthetic lectin-DMAP conjugates for labeling and profiling glycoproteins on live cell surfaces (2013)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Hayashi, Yedi Sun, Tomonori Tamura, Keiko Kuwata, Zhining Song, Yosuke Takaoka, Itaru Hamachi
  • 雑誌名: Journal of American Chemical Society 巻: 135 号: 33 ページ: 12252-12258
  • DOI: 10.1021/ja4043214
  • 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] Heme binding mechanism of structurally similar iron-regulated surface determinant near transporter domains of Staphylococcus aureus exhibiting different affinities for heme. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshitaka Moriwaki
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: 52 号: 49 ページ: 8866-8877
  • DOI: 10.1021/bi4008325
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 植物ホルモン受容体サブタイプ選択的アゴニストの合理的設計とシロイヌナズナにおける機能解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 高岡 洋輔、岩橋 万奈、斎藤 大明、林 謙吾、江越 脩祐、加藤 信樹、石丸 泰寛、 A. Chini、R. Solano、上田実
  • 学会等名: 第９７回日本化学会春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学日吉キャンパス
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] 植物ホルモン受容体のケミカルバイオロジー的制御 (2017)
  • 著者名/発表者名: 高岡洋輔
  • 学会等名: 第１回FRIS若手研究者学際融合領域研究会
  • 発表場所: 宮城蔵王ロイヤルホテル
  • 年月日: 2017-03-07
  • 招待講演
• [学会発表] ジャスモン酸共受容体サブタイプ選択的アゴニストの 合理的設計とin vivo機能評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 高岡洋輔、岩橋万奈、齋藤大明、江越脩祐、加藤信樹、石丸泰寛、 上田 実
  • 学会等名: 第５１回植物科学調節学会大会
  • 発表場所: 高知大学
  • 年月日: 2016-10-28
• [学会発表] 内在性サイトカイン受容体のケミカルラベルによる生細胞イメージング (2016)
  • 著者名/発表者名: 高岡洋輔、内之宮祥平、小林大地、林隆弘、福山嘉明、早坂晴子、宮坂昌之、上田卓見、嶋田一夫、浜地格
  • 学会等名: 第８９回日本生化学会大会
  • 発表場所: 東北大学川内キャンパス
  • 年月日: 2016-09-25
• [学会発表] Development of JAZ-suptype selective agonist based on Coronatine (2016)
  • 著者名/発表者名: Yousuke Takaoka
  • 学会等名: PSNA
  • 発表場所: UV Davis
  • 年月日: 2016-08-06
  • 国際学会
• [学会発表] 多機能性植物毒素コロナチンの構造活性相関と気孔再開口活性標的探索を目指した分子プローブ開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 高岡洋輔、江越脩祐、岩下利基、林謙吾、鈴木健史、石丸泰寛、上田 実
  • 学会等名: 第１１回日本ケミカルバイオロジー学会年会
  • 発表場所: 京都テルサ
  • 年月日: 2016-06-14
• [学会発表] 植物病原菌感染因子コロナチンのCOI1-JAZ非依存的作用に関するケミカルバイオロジー (2016)
  • 著者名/発表者名: 江越 脩祐、山越博幸、どど孝介、岩下利基、鈴木健史、石丸泰寛、高岡洋輔、袖岡幹子、上田実
  • 学会等名: 農芸化学会2016
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市）
  • 年月日: 2016-03-29
• [学会発表] 植物ホルモンを基体としたサブタイプ選択的PPIアゴニストの開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岩橋 万奈・江越 脩祐・岩下 利基・石丸 泰寛・齋藤 大明・高岡 洋輔・上田 実
  • 学会等名: 日本化学会第96春季年会
  • 発表場所: 京田辺・同志社大学（京都府）
  • 年月日: 2016-03-27
• [学会発表] リガンド連結Calcium Green-1による植物細胞内の局在制御とCa2+イメージング (2016)
  • 著者名/発表者名: 今井 真輝・重永 美由希・糠塚 祐希・石丸 泰寛・斎藤 圭・横山 隆亮・西谷 和彦・高岡 洋輔・上田 実
  • 学会等名: 日本化学会第96春季年会
  • 発表場所: 京田辺・同志社大学（京都府）
  • 年月日: 2016-03-26
• [学会発表] 植物毒素コロナチンのケミカルバイオロジー(1) コロナチンの多機能性リガンドとしての構造活性相関研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 高岡 洋輔・江越 脩祐・林 謙吾・岩下 利基・鈴木 健史・石丸 泰寛・上田 実
  • 学会等名: 日本化学会第96春季年会
  • 発表場所: 京田辺・同志社大学（京都府）
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] 植物毒素コロナチンのケミカルバイオロジー(2) コロナチンの気孔開口活性標的タンパク質の探索 (2016)
  • 著者名/発表者名: 林 謙吾・岩下 利基・江越 脩祐・石丸 泰寛・高岡 洋輔・上田 実
  • 学会等名: 日本化学会第96春季年会
  • 発表場所: 京田辺・同志社大学（京都府）
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] 植物ホルモン受容体のケミカルバイオロジー的解析と制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 高岡洋輔
  • 学会等名: みちのく分析科学シンポジウム2016
  • 発表場所: 東北大学青葉山キャンパス
  • 招待講演
• [学会発表] Development of natural products-based chemical tools useful for plant cell biology (2016)
  • 著者名/発表者名: Yousuke Takaoka
  • 学会等名: 2016年微化研シンポジウム
  • 発表場所: 微生物化学研究所
  • 招待講演
• [学会発表] Development of novel fluorescent PPI detection system for subtype selective ligand of phytohormone co-receptor (2015)
  • 著者名/発表者名: Yousuke Takaoka, Toshiki Iwashita, Takeshi Suzuki, Kengo Hayashi, Shusuke Egoshi, Yasuhiro Ishimaru, Minoru Ueda
  • 学会等名: Pacifichem 2015
  • 発表場所: ハワイコンベンションセンター（ホノルル・アメリカ）
  • 年月日: 2015-12-17
  • 国際学会
• [学会発表] Development of small molecular calcium indicators for plant cell (2015)
  • 著者名/発表者名: Miyuki Shigenaga, Masaki Imai, Yuuki Nukadzuka, Yousuke Takaoka, Minoru Ueda
  • 学会等名: PacifiChem 2015
  • 発表場所: ハワイコンベンションセンター（ホノルル・アメリカ）
  • 年月日: 2015-12-17
  • 国際学会
• [学会発表] Development of novel protein labeling method useful for plant chemical biology (2015)
  • 著者名/発表者名: Nukadzuka Yuuki, Takaoka Yousuke, Ueda Minoru
  • 学会等名: Pacifichem 2015
  • 発表場所: ハワイコンベンションセンター（ホノルル・アメリカ）
  • 年月日: 2015-12-17
  • 国際学会
• [学会発表] Development of bioactivity-controlled molecular probe to reveal the mechanism of stomatal reopening caused by phytotoxin coronatine (2015)
  • 著者名/発表者名: Toshiki Iwashita, Yousuke Takaoka, Takeshi Suzuki, Ryo Tashita, Syusuke Egoshi, Yasuhiro Ishimaru, Minoru Ueda
  • 学会等名: Pacifichem 2015
  • 発表場所: ハワイコンベンションセンター（ホノルル・アメリカ）
  • 年月日: 2015-12-17
  • 国際学会
• [学会発表] In vivo Raman imaging in living guard cells for elucidating the localization of the plant toxin coronatine (2015)
  • 著者名/発表者名: Egoshi Syusuke, Dodo Kosuke, Ishimaru Yasuhiro, Iwashita Toshiki, Suzuki Takeshi, Takaoka Yousuke, Sodeoka Mikiko , Ueda Minoru
  • 学会等名: Pacifichem 2015
  • 発表場所: ハワイコンベンションセンター（ホノルル・アメリカ）
  • 年月日: 2015-12-17
  • 国際学会
• [学会発表] タンパク質リガンド連結プローブによる動物／植物細胞内ケミカルバイオロジー (2015)
  • 著者名/発表者名: 高岡洋輔
  • 学会等名: 理研ケミカルバイオロジー勉強会
  • 発表場所: 和光・理化学研究所（埼玉県）
  • 年月日: 2015-11-18
  • 招待講演
• [学会発表] 植物毒素コロナチンの誘導体化による植物ホルモン受容体サブタイプ選択的アゴニスト開発と未知標的探索 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高岡洋輔、岩下利基、岩橋万奈、鈴木健史、林謙吾、江越脩祐、石丸泰寛、上田実
  • 学会等名: 第５７回天然有機化合物討論会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川・横浜）
  • 年月日: 2015-09-09
• [学会発表] 植物毒素コロナチンの気孔開口誘導メカニズム解明を目指した生理活性制御による新規分子プローブの開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 岩下利基、高岡洋輔、鈴木健史、田下諒、江越脩祐、石丸泰寛、上田実
  • 学会等名: 日本ケミカルバイオロジー学会第10回年会
  • 発表場所: 東北大学川内萩ホール（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2015-06-10
• [学会発表] 植物毒素コロナチンの作用部位解明を目指した変異体植物の孔辺細胞In vivoラマンイメージング (2015)
  • 著者名/発表者名: 江越脩祐、山越博幸、どど孝介、岩下利基、鈴木健史、石丸泰寛、高岡洋輔、袖岡幹子、上田実
  • 学会等名: 日本ケミカルバイオロジー学会第10回年会
  • 発表場所: 東北大学川内萩ホール（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2015-06-10
• [学会発表] 植物ホルモン受容体サブタイプ選択的リガンドスクリーニングのためのPPI蛍光検出法の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高岡洋輔、岩下利基、鈴木健史、林謙吾、江越脩祐、石丸泰寛、上田実
  • 学会等名: 日本ケミカルバイオロジー学会第10回年会
  • 発表場所: 東北大学川内萩ホール（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2015-06-10
• [学会発表] 自己集合性ケミカルナノプローブによる細胞内タンパク質ラベリングとセンシング (2015)
  • 著者名/発表者名: 高岡 洋輔
  • 学会等名: 日本化学会第９５春季年会
  • 発表場所: 日大船橋キャンパス
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
  • 招待講演
• [学会発表] 改良型リガンド指向性触媒反応による細胞内標的タンパク質の特異的ラベル化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 高岡 洋輔
  • 学会等名: 新学術領域研究「天然物ケミカルバイオロジー～分子標的と活性制御～」第６回公開シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学・東山キャンパス
  • 年月日: 2014-05-28 – 2014-05-29
• [学会発表] ケミカルナノプローブによる細胞内タンパク質ラベリングと検出 (2014)
  • 著者名/発表者名: 高岡 洋輔
  • 学会等名: 第２回慶應有機化学若手シンポジウム
  • 発表場所: 慶應義塾大学・矢上キャンパス
  • 年月日: 2014-05-10
  • 招待講演
• [学会発表] リガンド指向型化学の新展開（４）自己集合性ジブロモフェニルエステルラベル化剤による細胞内タンパク質ラベル (2014)
  • 著者名/発表者名: 高岡洋輔、橋本侑樹、佐々木謙太、西川雄貴、浜地格
  • 学会等名: 日本化学会春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] 細胞内蛋白質の選択的化学修飾法と質量分析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高岡洋輔、浜地格
  • 学会等名: 蛋白質科学会
  • 発表場所: とりぎん文化会館
  • 招待講演
• [学会発表] Self-assembling turn-on nanoprobes for specific protein detection and imaging (2013)
  • 著者名/発表者名: Yousuke Takaoka, Itaru hamachi
  • 学会等名: ACMS MONODUKURI Strategy by Synthetic Organic Chemistry
  • 発表場所: サザンビーチホテル＆リゾート沖縄
• [図書] 高分子 「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
  • 総ページ数: 3
  • 出版者: 高分子学会
• [備考] 浜地研究室ホームページ
  • URL: http://www.sbchem.kyoto-u.ac.jp/hamachi-lab