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生細胞環境でのケミカルラベル化を用いたタンパク質の動的構造解析

公募研究

研究領域動的構造生命科学を拓く新発想測定技術-タンパク質が動作する姿を活写する-
研究課題/領域番号 15H01637
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 複合領域
研究機関京都大学

研究代表者

浜地 格  京都大学, 工学研究科, 教授 (90202259)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
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: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
キーワードタンパク質 / 生細胞 / ケミカルラベル / 機能制御 / 動的構造 / イメージング
研究実績の概要

近年のタンパク質研究においては、単離精製したタンパク質の精密構造解析から、本来機能する生細胞における解析および評価へと研究の重要性がシフトしている。それに伴い、新規な方法論の開発が世界中で活発に進められているが、いずれの手法においてもタンパク質を遺伝子工学的に改変し、一過的に発現させる必要がある。我々は遺伝子操作することなく細胞に内在的に発現するタンパク質を化学修飾できる独自の方法「リガンド指向型化学」を報告した。本研究では、これまでに達成できていない、細胞内タンパク質に対する新たなラベル化法、および小分子リガンドを有さない膜タンパク質に対するラベル化およびその動態・機能制御法の開発を研究目的としている。
平成28年度は、神経伝達物質受容体の一種であるグルタミン酸受容体をモデルタンパク質として、そのHis変異導入と細胞表層での配位化学(OcCC)をグルタミン酸受容体に適用し、その動的構造制御とそれに連動したチャネル活性のコントロールが可能であることを実証した。これは、リガンド結合ドメインの動的な構造変化が膜結合ドメインのチャネル部分の構造変化を誘導するということが、推定されていた受容体を用いて、膜表層での動的構造をパラジウム錯体との配位結合によって人為的に固定化することを基軸とした新しいChemical genetics的な膜受容体活性制御法と言える。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 4件、 招待講演 7件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Allosteric activation of membrane-bound glutamate receptors using coordination chemistry within living cells2016

    • 著者名/発表者名
      Shigeki Kiyonaka, Ryou Kubota, Yukiko Michibata, Masayoshi Sakakura, Hideo Takahashi, Tomohiro Numata, Ryuji Inoue, Michisuke Yuzaki, Itaru Hamachi
    • 雑誌名

      Nat. Chem.

      巻: 8 号: 10 ページ: 958-967

    • DOI

      10.1038/nchem.2554

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Analysis of Cell-surface Receptor Dynamics Through Covalent Labeling by Catalyst-tethered Antibody2015

    • 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

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 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 Proteins2015

    • 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

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Extended Affinity-guided DMAP Chemistry with Finely-tuned Acyl Donor for Intracellular FKBP12 Labeling2015

    • 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

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] A new chemical genetic approach for controlling activity of membrane-bound receptor proteins in live cells2016

    • 著者名/発表者名
      Itaru Hamachi
    • 学会等名
      1st A3 Roundtable Meeting on Chemical Probe Research Hub
    • 発表場所
      Hotel Leopalace Hakata, Fukuoka, JAPAN
    • 年月日
      2016-09-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Artificial Molecular Recognition Can Control the Function of Neurotransmitter Receptors in Live cells2016

    • 著者名/発表者名
      Itaru Hamachi
    • 学会等名
      2016 IBS CONFERENCE
    • 発表場所
      POSCO International Center, Pohang, KOREA
    • 年月日
      2016-07-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 生細胞でのタンパク質の構造・機能解析のための有機化学的アプローチ2016

    • 著者名/発表者名
      浜地 格
    • 学会等名
      理研「分子システム研究」平成27年度成果報告シンポジウム
    • 発表場所
      理化学研究所・鈴木梅太郎ホール
    • 年月日
      2016-02-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 膜蛋白質イメージングと機能制御のためのChemical Biology2016

    • 著者名/発表者名
      浜地 格
    • 学会等名
      酵素工学研究会第75回講演会
    • 発表場所
      京都大学・益川ホール
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Ligand-Directed Chemistry for Bioorthogonal Protein Labeling in Living System2015

    • 著者名/発表者名
      Itaru Hamachi
    • 学会等名
      Pacifichem 2015
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, U.S.A
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] New Chemical Methods for Labeling and Imaging Proteins in Live Cell2015

    • 著者名/発表者名
      Itaru Hamachi
    • 学会等名
      New Advances in Optical Imaging of Live Cells and Organisms
    • 発表場所
      Suzhou Dushu Lake Conference Center, CHINA
    • 年月日
      2015-12-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 生細胞有機化学を基軸としたタンパク質解析のための新しい分子技術2015

    • 著者名/発表者名
      浜地 格
    • 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8回公開シンポジウム
    • 発表場所
      東北大学・片平キャンパス・さくらホール
    • 年月日
      2015-06-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 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/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-28  

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