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ケミカルバイオロジーを基盤としたシグナル伝達可視化・制御技術の開発

公募研究

研究領域数理解析に基づく生体シグナル伝達システムの統合的理解
研究課題/領域番号 17H06005
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
研究機関大阪大学

研究代表者

堀 雄一郎  大阪大学, 工学研究科, 准教授 (00444563)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2018年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2017年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワードPYPタグ / ハイブリッドインヒビター / タンパク質分解 / タンパク質ラベル化 / マイケルアクセプター / ハロアセチル基 / 波長変化
研究実績の概要

本研究では、PYPタグラベル化技術を応用して、阻害剤でタンパク質を標識し、阻害剤単独で用いる場合よりも効果的にリン酸化酵素の活性を阻害する分子システムを開発した。標的とした酵素は、GSK3βと呼ばれるリン酸化酵素である。このリン酸化酵素に結合するペプチド配列をPYPタグと融合させ、GSK3β阻害剤の一種であるインディルビン誘導体で標識した。このハイブリッドインヒビターと酵素を混合すると、そのリン酸化活性が、阻害剤単独のときよりも強く阻害された。
本年度実施したもう一つの研究は、シグナル伝達活性化時に分解されるタンパク質を可視化するプローブを開発したことである。この研究においても、PYPタグラベル化技術を用いており、可視化する標的タンパク質としたのは、Regnase-1と呼ぶRNA分解酵素である。Regnase-1は、免疫応答を制御するタンパク質であり、LPS刺激に応じて分解され、免疫応答に関与する遺伝子の発現を制御している。PYPタグラベル化技術により、Regnase-1を蛍光標識してイメージングを行った。この蛍光標識のために新たに開発したプローブは、PYPタグの蛍光性リガンドであるジメチルアミノクマリン誘導体の一種である。このプローブは、通常のクマリンよりも長波長の光で励起可能で、長波長の蛍光を発する。また、ラベル化反応に伴い蛍光強度が上昇し、分解に伴い蛍光強度が減少する。この蛍光強度変化をモニタリングすることで、Regnase-1の分解を可視化することに成功した。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Live‐Cell Imaging of DNA Methylation Based on Synthetic‐Molecule/Protein Hybrid Probe2018

    • 著者名/発表者名
      Kumar Naresh、Hori Yuichiro、Kikuchi Kazuya
    • 雑誌名

      The Chemical Record

      巻: 18 号: 12 ページ: 1672-1680

    • DOI

      10.1002/tcr.201800039

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthetic-Molecule/Protein Hybrid Probe with Fluorogenic Switch for Live-Cell Imaging of DNA Methylation2018

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Hori, Norimichi Otomura, Ayuko Nishida, Miyako Nishiura, Maho Umeno, Isao Suetake, Kazuya Kikuchi
    • 雑誌名

      J Am Chem Soc

      巻: 140 号: 5 ページ: 1686-1690

    • DOI

      10.1021/jacs.7b09713

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] GLUT4 の細胞内動態を可視化する 化学アプローチで明らかとなった糖鎖の役割2017

    • 著者名/発表者名
      堀 雄一郎、菊地 和也
    • 雑誌名

      化学と生物

      巻: 55 ページ: 659-660

    • NAID

      130007485519

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Chemical Probes with Fluorogenic Switch for Imaging Modified Protein and DNA2018

    • 著者名/発表者名
      Hori, Y.
    • 学会等名
      Institute for Protein Research International Seminar “Frontiers in Peptide Science 2018”
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of Multicolor Fluorogenic Probes for Elucidating Role of GLUT4 N-Glycan in Intracellular Trafficking2017

    • 著者名/発表者名
      Hori, Y., Hirayama, H., Benedek, Z., Suzuki, T., Kikuchi, K.
    • 学会等名
      2017 KSMI-FASMI Joint Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Chemical Probes with Fluorogenic Switch for Imaging Modified Protein and DNA2017

    • 著者名/発表者名
      Hori, Y.
    • 学会等名
      ISBC2017 The Second International Symposium on Biofunctional Chemistry
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2019-12-27  

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