| 研究領域 | ケモテクノロジーが拓くユビキチンニューフロンティア |
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| 研究課題/領域番号 |
19H05290
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
複合領域
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| 研究機関 | 静岡大学 |
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研究代表者 |
鳴海 哲夫 静岡大学, 工学部, 准教授 (50547867)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
2020年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2019年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
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| キーワード | ユビキチン結合 / 生物学的等価体 / ミミック / 等価体 / アミド結合等価体 / 分子認識 / タンパク質工学 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ユビキチン分子間をつなぐユビキチン結合は, ユビキチン鎖の立体構造や機能発現を支配する重要な部分構造であり,ユビキチン結合を自在に制御する機能性分子の開発はユビキチンの作動機構の理解を可能にする.本研究では, 構造的相同性, 加水分解耐性, アミド配座制御能を付与したアルケン型ユビキチン結合等価体を開発し, それらを起点としたユビキチン研究を加速化する次世代型化学プローブを創出する研究課題である.
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| 研究実績の概要 |
本研究では、ユビキチン鎖の立体構造や機能発現に関わるユビキチン結合に着目し、これを有機化学的に修飾・変換することで、ユビキチン鎖の空間配向を制御しうるタンパク質プローブの合成研究を展開した。
（１）アルケン型ユビキチン結合等価体およびアルケン型全長ユビキチンミミックの化学合成
イソペプチド結合との構造的相同性、酵素に対する加水分解耐性、アミド配座制御能を付与した(E)-アルケン型ユビキチン結合等価体の合成経路を確立した。有機銅試薬による一電子還元を鍵反応とする合成経路に加え、オレフィンメタセシス反応を鍵反応とする効率的合成法の開発にも成功した。本等価体を導入した非水解性アルケン型全長ユビキチンミミックの収束的合成に向けたペプチドフラグメントの合成も達成した。また、脱ユビキチン化酵素がユビキチンC末端のGly75-Gly76ペプチド結合と多点水素結合を形成することに着目し、この多点水素結合を阻害することで加水分解耐性を付与することを目的として、Gly75-Gly76ペプチド結合を(E)-メチルアルケン骨格に置換したユビキチンミミックを化学合成した。脱ユビキチン化酵素を用いて加水分解耐性を評価したところ、天然型ユビキチン誘導体は加水分解されたのに対し、合成したユビキチンミミックは加水分解されなかったことから、本手法の有用性を実証した。
（２）エステル連結型ユビキチン鎖のアミド型アナログの化学合成
機能未知の新しいユビキチンコードとして注目を集めるオキシエステル結合型ユビキチン鎖のデコーダー探索プローブを創製した。ユビキチンの結晶構造から、Lysが近傍にないSer20に着目し、容易に加水分解される側鎖エステル結合をアミド結合に置換することで 化学的安定性を向上させたSer20オキシエステル型ユビキチン鎖のアミド型アナログの化学合成に成功し、ミリグラムスケールで領域に提供した。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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