合成分子プローブを基盤としたテーラーメイドアデニレーションドメインの創出

• 研究課題/領域番号: 26750370
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: ケミカルバイオロジー
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 石川 文洋 京都大学, 学内共同利用施設等, 助教 (50631553)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2015年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 非リボソーム性ペプチド / 非リボソーム性ペプチド合成酵素 / アデニレーションドメイン / 化学プローブ / ELISA / 酵素機能改変 / 合成分子プローブ

研究成果の概要

微生物が産生するペプチド性天然化合物の多くは、非リボソーム性ペプチド合成酵素（NRPS）によって合成される。そのため、NRPSの’gatekeeper’としての役割を担っているアデニレーション（A）ドメインを改変し、非天然化合物を創出する試みが多数報告されているが成功例は非常に少ない。本研究では、Aドメインを標的にする化学プローブ群を創出し、プローブ分子のビオチン官能基を利用した、ELISA法の開発を行った。プローブ分子へのAドメインの特異的な結合を指標に、リガンド部位のアミノ酸に基質特異性 (酵素活性)を有するAドメインの迅速、 簡便、かつ高感度な検出に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Affinity purification method for the identification of nonribosomal peptide biosynthetic enzymes using a synthetic probe for adenylation domains (2016)
  • 著者名/発表者名: Fumihiro Ishikawa and Hideaki Kakeya
  • 雑誌名: Methods Mol. Biol. 巻: 1401 ページ: 63-76
  • DOI: 10.1007/978-1-4939-3375-4_4
  • ISBN: 9781493933730, 9781493933754
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A competitive enzyme-linked immunosorbent assay system for adenylation domains in nonribosomal peptide synthetases (2016)
  • 著者名/発表者名: Fumihiro Ishikawa and Hideaki Kakeya
  • 雑誌名: ChemBioChem 巻: 17 号: 6 ページ: 474-478
  • DOI: 10.1002/cbic.201500553
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 合成小分子化合物群を用いたペプチド性天然化合物合成酵素の選択的ラベル化技術の開発と応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 石川文洋
  • 雑誌名: 日本化学会生体機能関連化学部会NEWS LETTER 巻: 30 ページ: 2-5
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Accurate Detection of Adenylation Domain Functions in Nonribosomal Peptide Synthetases by an Enzyme-linked Immunosorbent Assay System Using Active Site-directed Probes for Adenylation Domains (2015)
  • 著者名/発表者名: Fumihiro Ishikawa, Kengo Miyamoto, Sho Konno, Shota Kasai, Hideaki Kakeya
  • 雑誌名: ACS Chemical Biology 巻: 10 号: 12 ページ: 2816-2826
  • DOI: 10.1021/acschembio.5b00595
  • 査読あり
• [雑誌論文] A multiple-labeling strategy for nonribosomal peptide synthetases using active-site-directed proteomic probes for adenylation domains (2015)
  • 著者名/発表者名: Fumihiro Ishikawa, Takehiro Suzuki, Naoshi Dohmae, and Hideaki Kakeya
  • 雑誌名: ChemBioChem 巻: 16 号: 18 ページ: 2590-2594
  • DOI: 10.1002/cbic.201500481
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Functional Profiling of Adenylation Domains in Nonribosomal Peptide Synthetases by Competitive Activity-based Protein Profiling (2015)
  • 著者名/発表者名: Shota Kasai, Sho Konno, Fumihiro Ishikawa Hideaki Kakeya
  • 雑誌名: Chemical Communications 巻: 51 号: 87 ページ: 15764-15767
  • DOI: 10.1039/c5cc04953a
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Profiling Nonribosomal Peptide Synthetase Activities Using Chemical Proteomic Probes for Adenylation Domains (2015)
  • 著者名/発表者名: Fumihiro Ishikawa, Sho Konno, Takehiro Suzuki, Naoshi Dohmae, Hideaki Kakeya
  • 雑誌名: ACS Chemical Biology 巻: 10 号: 9 ページ: 1989-1997
  • DOI: 10.1021/acschembio.5b00097
  • 査読あり
• [雑誌論文] Recent advances in adenylation domain enzymology in nonribosomal peptide biosynthesis (2015)
  • 著者名/発表者名: Fumihiro Ishikawa and Hideaki Kakeya
  • 雑誌名: Curr. Org. Chem. 巻: 19 号: 13 ページ: 1204-1221
  • DOI: 10.2174/1385272819666150410003958
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Affinity purification method for the identification of nonribosomal peptide biosynthetic enzymes using a synthetic probe for adenylation domains (2015)
  • 著者名/発表者名: Fumihiro Ishikawa* and Hideaki Kakeya*
  • 雑誌名: Methods Mol. Biol. 巻: XX
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Active site-directed proteomic probes for adenylation domains in nonribosomal peptide synthetases (2015)
  • 著者名/発表者名: Sho Konno, Fumihiro Ishikawa,* Takehiro Suzuki, Naoshi Dohmae, Michael D. Burkart, and Hideaki Kakeya*
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 51 号: 12 ページ: 2262-2265
  • DOI: 10.1039/c4cc09412c
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Biosynthetic origins of the epoxyquinone skeleton in epoxyquinols A and B (2014)
  • 著者名/発表者名: Katsuki Fujita, Fumihiro Ishikawa, and Hideaki Kakeya
  • 雑誌名: J. Nat. Prod. 巻: 77 号: 12 ページ: 2707-2710
  • DOI: 10.1021/np5004615
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 合成小分子化合物群を用いたペプチド性天然化合物合成酵素の選択的ラベル化技術の開発と応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 石川文洋
  • 学会等名: 生理化学研究ユニット 第5回シンポジウム
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2015-12-25
• [学会発表] Accurate detection and manipulation of adenylation domain functions in nonribosomal peptide synthetases by an enzyme-linked immunosorbent assay system using active site-directed probes for adenylation domains (2015)
  • 著者名/発表者名: Fumihiro Ishikawa, Kengo Miyamoto, Sho Konno, Shota Kasai, and Hideaki Kakeya
  • 学会等名: The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015 (PACIFICHEM 2015)
  • 発表場所: Hawaii
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会
• [学会発表] Profiling of nonribosomal peptide synthetase activities using active site-directed proteomic probes for adenylation domains (2015)
  • 著者名/発表者名: Sho Konno, Fumihiro Ishikawa, Takehiro Suzuki, Naoshi Dohmae, and Hideaki Kakeya
  • 学会等名: The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015 (PACIFICHEM 2015)
  • 発表場所: Hawaii
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会
• [学会発表] 非リボソーム性ペプチド合成酵素の翻訳後修飾を標的とした化学プローブの開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 笠井昭太, 石川文洋, 掛谷秀昭
  • 学会等名: 第65回日本薬学会近畿支部総会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2015-10-17
• [学会発表] 合成小分子化合物群によるアデニレーションドメインの選択的標識化およびプロファイリングへの展開 (2015)
  • 著者名/発表者名: 石川文洋, 今野翔, 笠井昭太, 鈴木健裕, 堂前直, 掛谷秀昭
  • 学会等名: 第9回バイオ関連化学シンポジウム
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 2015-09-10
• [学会発表] 活性部位指向型プローブを利用したアデニレーションドメインの機能的プロファイリング (2015)
  • 著者名/発表者名: 今野翔, 笠井昭太, 石川文洋, 掛谷秀昭
  • 学会等名: 第9回バイオ関連化学シンポジウム
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 2015-09-10
• [学会発表] アデニレーションドメインに対する活性部位指向型プローブを用いた非リボソーム性ペプチド合成酵素活性のプロファイリング (2015)
  • 著者名/発表者名: 今野翔, 石川文洋, 鈴木健裕, 堂前 直, 掛谷秀昭
  • 学会等名: 第15回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 徳島
  • 年月日: 2015-06-24
• [学会発表] 非リボソーム性ペプチド合成酵素の担体タンパク質を標的とした低分子プローブの開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 笠井昭太, 石川文洋, 掛谷秀昭
  • 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: 仙台
  • 年月日: 2015-06-10
• [学会発表] アデニレーションドメインに対する活性部位指向型プローブを利用した非リボソーム性ペプチド合成酵素活性のプロファイリング (2015)
  • 著者名/発表者名: 今野翔, 石川文洋, 鈴木健裕, 堂前直, 掛谷秀昭
  • 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: 仙台
  • 年月日: 2015-06-10
• [学会発表] アデニレーションドメインに対する活性部位指向型プローブの開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 今野翔、石川文洋、鈴木健裕、堂前直、掛谷秀昭
  • 学会等名: 日本薬学会第135年会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-03-25
• [学会発表] 非リボソーム性ペプチド合成酵素のぺプチジル担体タンパク質を標的としたプローブの開発研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 笠井昭太, 石川文洋, 掛谷秀昭
  • 学会等名: 日本薬学会第135年会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-03-25
• [学会発表] Chemical Biology for modulators targeting cancer microenvironment and cell membrane signaling. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kakeya, H., Yoshimura, A., Sugiyama, R., Kishimoto, S., Nishimura, S., Hattori, A., Ishikawa, F., Yomoda, Y., Lu, S., Katagiri, N., Shimada, S., Seto, E., Hayashi, H., Takahashi, N., Harada, H.
  • 学会等名: Natural Products 2015; Natural product discovery & development in the post genomic era
  • 発表場所: San Diego
  • 年月日: 2015-01-11
• [学会発表] 活性部位指向型プローブはアデニレーションドメインを高選択的に標識する. 第17回生命化学研究会, 高知, 1月, 2015. (2015)
  • 著者名/発表者名: 石川文洋, 今野翔, 掛谷秀昭
  • 学会等名: 第17回生命化学研究会
  • 発表場所: 高知
  • 年月日: 2015-01-08
• [学会発表] アデニレーションドメインに対するテーラーメイドケミカルラベリング法の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石川文洋, 今野翔, 掛谷秀昭
  • 学会等名: 第20回天然薬物の開発と応用シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-11-05
• [学会発表] 活性部位指向型プローブを用いたアデニレーションドメインの選択的標識化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 今野翔, 石川文洋, 掛谷秀昭
  • 学会等名: 第9回バイオ関連化学シンポジウム
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2014-09-11
• [学会発表] 進化分子工学を指向したアデニレーションドメインに対するELISA法の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石川 文洋, 宮本 健吾, 今野 翔, 笠井 昭太, 掛谷 秀昭
  • 学会等名: 第9回バイオ関連化学シンポジウム
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2014-09-11
• [学会発表] Chemical labeling of adenylation domains in nonribosomal peptide synthetase (2014)
  • 著者名/発表者名: Konno, S., Ishikawa, S., Kakeya, H
  • 学会等名: Bioorganic Chemistry-Global Challenges in the 21st Century-
  • 発表場所: Andover
  • 年月日: 2014-06-08
• [学会発表] Highly selective detection method for nonribosomal peptide synthetase using cocktails of active-site probes for adenylation domains (2014)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa, F., Konno, S., Kakeya, H
  • 学会等名: Gordon Research Conferences: Bioorganic Chemistry-Global Challenges in the 21st Century-
  • 発表場所: Andover
  • 年月日: 2014-06-08
• [学会発表] Chemical labeling of adenylation domains in nonribosomal peptide synthetases (2014)
  • 著者名/発表者名: Fumihiro Ishikawa
  • 学会等名: host: Sheryl Tsai
  • 発表場所: UC Irvine
  • 年月日: 2014-06-06
  • 招待講演
• [備考] 京都大学大学院 薬学研究科 医薬創成情報科学専攻 システムケモセラピー・制御分子学分野
  • URL: http://www.pharm.kyoto-u.ac.jp//sc-molsci/