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タンパク質夾雑空間解析を可能とする光触媒ー近接標識法の開発

公募研究

研究領域分子夾雑の生命化学
研究課題/領域番号 18H04542
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
研究機関東京工業大学

研究代表者

中村 浩之  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (30274434)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2019年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2018年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワードケミカルラベリング / タンパク質 / ラジカル / 一電子移動反応 / 光有機触媒 / 空間制御 / 有機光触媒
研究実績の概要

平成31年度は細胞内でのPPI解析を可能にするタンパク質ラベル化法の開発を行った。本研究では、タンパク質と共有結合を形成するラベル化剤のラジカル特性の制御が鍵となる。PPI解析を可能にするラベル化剤に求められる性能として、有機光触媒でラジカル化できること、触媒周辺数十nmでのラベル化が可能なことが求められる。すでに、APEX法でも使用されるtyramide以外にも、細胞外のモデル実験の系で、tyramideのラベル化効率を上回る数種類のラベル化剤を見出しており、それぞれのラジカル活性種は異なるラベル化有効距離を持つことも示唆されている。
まず、我々が開発したラベル化剤MAUraをはじめN-Methylluminol誘導体にビオチンを結合させた分子をそれぞれ合成した。次に、リガンドに結合する複数の標的タンパク質を網羅的に修飾する手法を開発した。本手法を用いて糖鎖リガンド・レクチンに結合する複数のタンパク質を修飾、二次元電気泳動による解析を行ったところ、複数の標的タンパク質を一挙にラベル化することに成功した。これらのラベル化タンパク質のうち、既知のPPIパートナーのラベル化の検証はウエスタンブロットで確認し、未知のものについては酵素消化後、質量分析による網羅的解析を行ったところ、細胞内に非常に低い濃度で発現しているgalectin-1およびgalectin-3を同定することに成功した。このように、レクチンと非常に弱い親和力(Kd = ~10*3)を持つタンパク質を同定できる技術を構築できたことは非常に高く評価されている。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 9件、 招待講演 6件) 図書 (1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] タンパク質ケミカルラベリングにおける一電子移動反応の活用2019

    • 著者名/発表者名
      Sato Shinichi、Tsushima Michihiko、Nakamura Hiroyuki
    • 雑誌名

      有機合成化学協会誌

      巻: 77 号: 5 ページ: 463-471

    • DOI

      10.5059/yukigoseikyokaishi.77.463

    • NAID

      130007644985

    • ISSN
      0037-9980, 1883-6526
    • 年月日
      2019-05-01
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] N’-acyl-N-methylphenylenediamine as a novel proximity labeling agent for signal amplification in immunohistochemistry2019

    • 著者名/発表者名
      Sato Shinichi、Yoshida Masaki、Hatano Kensuke、Matsumura Masaki、Nakamura Hiroyuki
    • 雑誌名

      Bioorganic & Medicinal Chemistry

      巻: 27 号: 6 ページ: 1110-1118

    • DOI

      10.1016/j.bmc.2019.01.036

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure-based drug design of novel carborane-containing nicotinamide phosphoribosyltransferase inhibitors2019

    • 著者名/発表者名
      Asawa Yasunobu、Katsuragi Kiyotaka、Sato Akira、Yoshimori Atsushi、Tanuma Sei-ichi、Nakamura Hiroyuki
    • 雑誌名

      Bioorganic & Medicinal Chemistry

      巻: 27 号: 13 ページ: 2832-2844

    • DOI

      10.1016/j.bmc.2019.05.013

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Catalyst-proximity protein chemical labelling on affinity beads targeting endogenous lectins2019

    • 著者名/発表者名
      Tsushima Michihiko、Sato Shinichi、Niwa Tatsuya、Taguchi Hideki、Nakamura Hiroyuki
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 55 号: 88 ページ: 13275-13278

    • DOI

      10.1039/c9cc05231c

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Protein Chemical Labeling Using Biomimetic Radical Chemistry2019

    • 著者名/発表者名
      Sato、Nakamura
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 24 号: 21 ページ: 3980-3980

    • DOI

      10.3390/molecules24213980

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 1-Methyl-4-aryl-urazole (MAUra) labels tyrosine in proximity to ruthenium photocatalysts2018

    • 著者名/発表者名
      Sato Shinichi、Hatano Kensuke、Tsushima Michihiko、Nakamura Hiroyuki
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 54 号: 46 ページ: 5871-5874

    • DOI

      10.1039/c8cc02891e

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Target-protein-selective inactivation and labelling using an oxidative catalyst2018

    • 著者名/発表者名
      Sato Shinichi、Tsushima Michihiko、Nakamura Hiroyuki
    • 雑誌名

      Organic & Biomolecular Chemistry

      巻: 16 号: 34 ページ: 6168-6179

    • DOI

      10.1039/c8ob01484a

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] チロシン残基ラベル化における触媒的手法と電気化学的手法の比較2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤伸一、中村浩之
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Protein Engineering Using Chemical Labeling Technology2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Nakamura
    • 学会等名
      ICMDA&ICCFE 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Ru光触媒担持アフィニティービーズを用いた抗体の部位選択的修飾法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      中根啓太、對馬理彦、佐藤伸一、中村浩之
    • 学会等名
      第77回有機合成化学協会関東支部シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Ru光触媒近傍で起こる一電子移動反応を利用した標的タンパク質のケミカルラベリング2019

    • 著者名/発表者名
      對馬理彦、佐藤伸一、中村浩之
    • 学会等名
      第115回有機合成シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] アフィニティービーズ上での触媒近接標識のためのラベル化剤開発2019

    • 著者名/発表者名
      對馬理彦、佐藤伸一、中村浩之
    • 学会等名
      日本ケミカルバイオロジー学会第14回年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Ru光触媒担持アフィニティービーズを用いた抗体のFc領域選択的修飾法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      中根啓太、對馬理彦、佐藤伸一、中村浩之
    • 学会等名
      日本ケミカルバイオロジー学会第14回年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Protein Engineering Using Tyrosine-Specific Chemical Labeling Technology2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Nakamura, Shinichi Sato, Michihiko Tsushima, Keita Nakane
    • 学会等名
      11th Workshop on Organic Chemistry for Junior Chemists(WOCJC-11)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 反応有機化学から生命分子夾雑科学へ2019

    • 著者名/発表者名
      中村浩之
    • 学会等名
      第30回記念 万有仙台シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Protein Engineering Using Chemical Labeling Technology2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Nakamura
    • 学会等名
      Emerging Trends in Chemistry 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Tyrosine-Specific Protein Chemical Labeling2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Nakamura
    • 学会等名
      ICPAC Yangon 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Ru光触媒担持アフィニティービーズを駆使した抗体のFc領域選択的化学修飾の開発2019

    • 著者名/発表者名
      中根啓太、對馬理彦、佐藤伸一、中村浩之
    • 学会等名
      第13回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Photocatalyst-Proximity-Dependent Protein Chemical Modification2019

    • 著者名/発表者名
      Shinichi Sato, Michihiko Tsushima, Keita Nakane, Hiroyuki Nakamura
    • 学会等名
      the 14th International Conference on Cutting-Edge Organic Chemistry in Asia
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 標的タンパク質の部位選択的ラベル化を志向した光触媒担持ビーズ上での近接ラベル化法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      對馬理彦、中根啓太、佐藤伸一、中村浩之
    • 学会等名
      第9回CSJ化学フェスタ2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Site-selective Protein Chemical Modification Using Tyrosine Click Reaction2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Nakamura
    • 学会等名
      The 20th General Assembly of the Federation of Asian Chemical Societies
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Proximity-dependent labeling on ruthenium photocatalyst-functionalized affinity beads2019

    • 著者名/発表者名
      Michihiko Tsushima, Shinichi Sato, Hiroyuki Nakamura
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] アフィニティービーズ表面での局所的タンパク質ケミカルラベリング法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤伸一、對馬理彦、中村浩之
    • 学会等名
      日本薬学会第139年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] タンパク質夾雑空間解析を可能とする光触媒ー近接標識法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      中村浩之、佐藤伸一
    • 学会等名
      第2回新学術領域会議
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Ru 光触媒を担持したアフィニティービーズを用いたリガンド結合タンパク質の網羅的なラベル化2018

    • 著者名/発表者名
      對馬理彦、佐藤伸一、中村浩之
    • 学会等名
      日本ケミカルバイオロジー学会第13回年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 光触媒を担持したアフィニティービーズ上におけるタンパク質ラベル化2018

    • 著者名/発表者名
      對馬理彦、佐藤伸一、中村浩之
    • 学会等名
      第12回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] SELECTIVE PURIFICATION AND LABELING OF LIGAND-BINDING PROTEINS ON RUTHENIUM PHOTOCATALYST FUNCTIONALIZED AFFINITY BEAD2018

    • 著者名/発表者名
      Michihiko Tsushima, Shinichi Sato, Hiroyuki Nakamura
    • 学会等名
      the ICBS 2018 Annual Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Tyrosine Residue-Specific Chemical Modiffication of Target Proteins2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Nakamura, Shinichi Sato, Michihiko Tsushima, Kensuke Hatano
    • 学会等名
      The 13th International Conference on Cutting-Edge Organic Chemistry in Asia (ICCEOCA-13)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Tyrosine-Specific Modification by Ruthenium Photocatalysts : Tools for Protein Engineering2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Nakamura, Shinichi Sato, and Michihiko Tsuchima
    • 学会等名
      The 25th International SPACC Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] Cutting-Edge Organic Synthesis and Chemical Biology of Bioactive Molecules2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Kobayashi
    • 総ページ数
      355
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [産業財産権] 電気化学的手法による修飾タンパク質の製造方法2018

    • 発明者名
      佐藤伸一、中村浩之
    • 権利者名
      佐藤伸一、中村浩之
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] 蛍光標識抗体又は抗体断片2018

    • 発明者名
      佐藤伸一、中村浩之、上田宏
    • 権利者名
      佐藤伸一、中村浩之、上田宏
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-01-27  

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