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化学シグナル解析に資するタンパク質分解光制御法の創出

公募研究

研究領域化学コミュニケーションのフロンティア
研究課題/領域番号 18H04605
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
研究機関東北大学

研究代表者

小和田 俊行  東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (40584397)

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
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2018年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードタンパク質分解 / タグタンパク質 / フォトクロミック分子
研究実績の概要

本研究では,細胞内タンパク質の分解を誘導する光応答性小分子を開発し,光照射のタイミングと照射光波長によって,標的タンパク質の分解誘導の停止・開始や分解誘導の程度を制御する技術開発を目指している.
ユビキチン化を介したタンパク質分解を誘導するために,E3リガーゼ複合体を形成するタンパク質であるセレブロンとFK506結合タンパク質変異体(FKBP12(F36V))とを連結可能な光応答性小分子を前年度までに開発した.当該年度は,培養細胞に蛍光タンパク質との融合タンパク質FKBP12(F36V)-EGFPを発現させ,合成した分解誘導剤を添加し,蛍光顕微鏡観察とウエスタンブロッティング解析によりFKBP12(F36V)の分解誘導が引き起こされるかを検証した.その結果,蛍光顕微鏡によるタイムラプスイメージングでは,蛍光シグナルの経時的な変化を定量したが,顕著な減少は見られなかった.一方,ウエスタンブロッティング解析では,分解誘導剤の添加により,濃度依存的に分解誘導が引き起こされているような結果が得られた.しかしながら,その変化量は実験ごとの誤差が大きく,確信を得るには至らなかった.この原因として,トランスフェクションによるFKBP12(F36V)-EGFPの一過性発現では細胞内タンパク質量が実験ごとに一定ではない,ということが考えられた.そこで,HEK293細胞を用いてFKBP12(F36V)-EGFPの安定発現株を作製した.今後,作製した細胞株を用いることでタンパク質分解の光誘導法の確立が期待される.

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

    (27件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 8件、 招待講演 4件) 図書 (1件) 備考 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Light-wavelength-based Quantitative Control of Dihydrofolate Reductase Activity Using Photochromic Isostere of Inhibitor2019

    • 著者名/発表者名
      Takato Mashita, Toshiyuki Kowada, Hiroto Takahashi, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami
    • 雑誌名

      ChemBioChem

      巻: 印刷中 号: 11 ページ: 1382-1386

    • DOI

      10.1002/cbic.201800816

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Quantitative imaging analysis of labile Zn2+ in intracellular organelles via the development of hybrid fluorescent probe2020

    • 著者名/発表者名
      劉 熔, 小和田俊行, 渡邊朝美, 松井俊高, 水上 進
    • 学会等名
      理学・生命科学研究科合同シンポジウム 2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 光応答性タンパク質ラベル化リガンドの開発2020

    • 著者名/発表者名
      間下 貴斗, 小和田 俊行, SARKAR Himadri S., 高橋 泰人, 松井 敏高, 水上 進
    • 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] Quantitative Mapping of Cellular Labile Zn2+ via Development of Hybrid Fluorescent Probes2020

    • 著者名/発表者名
      劉 熔, 小和田 俊行, 渡邊 朝美, 松井 敏高, 水上 進
    • 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] 細胞機能を解き明かす機能性小分子蛍光プローブの合成2019

    • 著者名/発表者名
      小和田俊行
    • 学会等名
      第8回化学フロンティア研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Design and synthesis of functional small-molecule probes for fluorescence imaging2019

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Kowada
    • 学会等名
      The 6th International Symposium on Bioimaging
    • 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] 細胞内オルガネラにおける遊離亜鉛濃度解析を目指した小分子蛍光プローブの開発2019

    • 著者名/発表者名
      小和田俊行
    • 学会等名
      新学術領域研究「化学コミュニケーションのフロンティア」第4回若手シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Quantitative analysis of free zinc ion concentration in living cells using novel targetable fluorescent probe2019

    • 著者名/発表者名
      Tomomi Watanabe, Toshiyuki Kowada, Rong Liu, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami
    • 学会等名
      15th International Symposium on Applied Bioinorganic Chemistry (ISABC15)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of photoswitchable compounds that selectively bind to Escherichia coli dihydrofolate reductase2019

    • 著者名/発表者名
      Takato Mashita, Toshiyuki Kowada, Hiroto Takahashi, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami
    • 学会等名
      Tohoku University's Chemistry Summer School 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Fluorescent Probes for Visualization and Quantification of Zn2+ in Organelles2019

    • 著者名/発表者名
      Rong Liu, Toshiyuki Kowada, Tomomi Watanabe, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami
    • 学会等名
      Tohoku University's Chemistry Summer School 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of photochromic ligands that enable photoreversible protein labeling2019

    • 著者名/発表者名
      Takato Mashita, Toshiyuki Kowada, Hiroto Takahashi, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami
    • 学会等名
      Chemical Biology and Physiology Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of fluorescent probes for visualization and quantitative analysis of free zinc ion in intracellular organelles2019

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Kowada, Tomomi Watanabe, Rong Liu, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami
    • 学会等名
      Chemical Biology and Physiology Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 光可逆的な蛋白質ラベル化技術を指向した機能性小分子の開発2019

    • 著者名/発表者名
      間下貴斗,小和田俊行,高橋泰人,松井敏高,水上 進
    • 学会等名
      生体機能関連化学部会若手の会 第31回サマースクール
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 細胞内小器官における亜鉛イオン濃度解析のための蛍光プローブの開発2019

    • 著者名/発表者名
      小和田 俊行, 劉 熔, 渡邊 朝美, 松井 敏高, 水上 進
    • 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] 光可逆的蛋白質ラベル化を可能とする生体直交性リガンドの開発2019

    • 著者名/発表者名
      間下 貴斗, 小和田 俊行, 高橋 泰人, 松井 敏高, 水上 進
    • 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] 光活性化型タンパク質ラベル化技術を用いた生体分子の局在制御2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木 理志, 小和田 俊行, 荒井 啓介, 吉村 彰真, 松井 敏高, 菊地 和也, 水上 進
    • 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] Development of light-switchable protein-protein interaction system for protein degradation2019

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Kowada, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami
    • 学会等名
      The 1st International Symposium on Chemical Communication (ISCC2019)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 蛋白質ラベル化技術を利用した蛋白質二量体化の光制御2019

    • 著者名/発表者名
      小和田俊行, 荒井啓介, 吉村彰真, 松井敏高, 菊地和也, 水上 進
    • 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] タンパク質への結合を可逆的に光制御可能なメトトレキセート誘導体の開発2019

    • 著者名/発表者名
      間下貴斗, 小和田俊行, 高橋泰人, 松井敏高, 水上 進
    • 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] 生体機能解析に供する機能性小分子の開発と蛍光イメージング2018

    • 著者名/発表者名
      小和田 俊行
    • 学会等名
      平成30年度東日本分析化学若手交流会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 可逆的光応答性薬剤の開発2018

    • 著者名/発表者名
      間下貴斗, 小和田俊行, 高橋泰人, 松井敏高, 水上 進
    • 学会等名
      第29回 万有仙台シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Photo-switchable Dihydrofolate Reductase (DHFR) Inhibitor2018

    • 著者名/発表者名
      Takato Mashita, Toshiyuki Kowada, Hiroto Takahashi, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami
    • 学会等名
      Tohoku University's Chemistry Summer School 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 光でタンパク質への結合を可逆的に制御可能なリガンドの開発2018

    • 著者名/発表者名
      間下貴斗, 小和田俊行, 高橋泰人, 松井敏高, 水上 進
    • 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
  • [図書] イメージングの選び方・使い方100+(原田 慶恵、永井 健治/編)2018

    • 著者名/発表者名
      小和田 俊行・水上 進(分担:第9章)
    • 総ページ数
      236
    • 出版者
      羊土社
    • ISBN
      9784758103756
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 水上研究室 | 東北大学多元物質科学研究所

    • URL

      http://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/mizukami/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 東北大学多元物質科学研究所 細胞機能分子化学研究分野(水上研究室)

    • URL

      http://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/mizukami/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] 光応答性化合物2018

    • 発明者名
      水上 進、間下貴斗、小和田俊行、松井敏高
    • 権利者名
      国立大学法人東北大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-165991
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-01-27  

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