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ジアリールエテン架橋ペプチドによる生体動的機能の光制御

公募研究

研究領域フォトクロミズムの攻究とメカニカル機能の創出
研究課題/領域番号 21021010
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関富山大学

研究代表者

藤本 和久  富山大学, 大学院・医学薬学研究部(薬学), 助教 (40334718)

研究分担者 井上 将彦  富山大学, 大学院・医学薬学研究部(薬学), 教授 (60211752)
研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
4,600千円 (直接経費: 4,600千円)
2010年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2009年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
キーワード生体分子 / ペプチド / 二次構造 / α-ヘリックス / 光制御 / 生体分子間相互作用
研究概要

本研究において、ジアリールエテンをはじめとするフォトクロミック色素をペプチド鎖に導入し、生体分子間相互作用の光制御、さらにはそこから派生する協調的生体内連鎖反応のメカニカル制御を目指した。
フォトクロミック色素の中でも極めて高い光安定性を示すジアリールエテンを骨格とするクロスリンク剤を開発し、これを用いて架橋ヘリカルペプチドを合成した。架橋直後においては、ジアリールエテン骨格は開環構造(無色)をとっており、架橋ペプチドは安定なα-ヘリックス構造を形成している。ここに紫外光を照射すると、ジアリールエテン骨格は閉環構造(着色)へと異性化し、それに伴ってヘリックス構造は不安定化する。可視光を照射するとジアリールエテン骨格は開環構造へと異性化し、安定なヘリックス構造へ戻る。平成21年度において、DNA結合タンパクの結合ドメインを基に合成した架橋ヘリカルペプチドとDNAとの相互作用を光照射によって制御することに成功した。
平成22年度において、光異性化能を持たないクロスリンク剤で架橋したヘリカルペプチドとDNAとの相互作用を定量的に評価した。解析の結果、架橋ヘリカルペプチドはsub-nMレベルの強い結合能とオリジナルのタンパクに匹敵する高い基質特異性を有することがわかった。この結果は、非常に高いレベルでDNAとタンパクの相互作用を光照射によって制御できることを示唆している。また、既に合成法を確立しているジアリールエテンを骨格とする非天然アミノ酸のオリゴマー化(4 mer)に成功した。現在、鎖長の長いオリゴマーを合成し、その光物性を調べている。

報告書

(2件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (13件) 備考 (2件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Side Chain Cross-linked α-Helices That Behave Like Original Proteins in Biomacromolecular Interactions2011

    • 著者名/発表者名
      Kajino, M.; Fujimoto, K; Inouye, M.
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc.

      巻: 133 ページ: 656-659

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hexamethyldisilazane-Promoted Sonogashira Reaction of Polyfunctionalized N-Containing Heterocycles2011

    • 著者名/発表者名
      Inouye, M.; Doi, Y.; Azuchi, J.; Shirato, W.; Chiba, J.; Abe, H.
    • 雑誌名

      Heterocycles

      巻: 82 ページ: 1137-1141

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrochemical detection of insertion/deletion mutations based on enhanced flexibility of bulge-containing duplexes on electrodes2010

    • 著者名/発表者名
      Chiba, J.; Akaishi, A.; Ikeda, R.; Inouye, M.
    • 雑誌名

      Chem.Commun.

      巻: 46 ページ: 7563-7565

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Highly emissive pyrene-based fluorophores and highly sensitive fluorescent sensors using pyrene emission switching.2010

    • 著者名/発表者名
      Fujimoto K.
    • 雑誌名

      Yakugaku Zasshi

      巻: 130 ページ: 1283-1287

    • NAID

      130000451670

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Specific Induced Circular Dichroism and Enhanced B to Z Transitions of Duplexes Stabilized by Chromophore-Linked Alkynylnucleoside Residues2010

    • 著者名/発表者名
      Fujimoto, K., Aizawa, S., Oota, I., Chiba, J., Inouye, M.
    • 雑誌名

      Chem.-Eur.J. 16

      ページ: 2401-2406

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Versatile Fluorescent Sensors Based on Click Chemistry : Detection_ of Fatty Acids by their Pyrene-Emission Switching2009

    • 著者名/発表者名
      Fujimoto, K., Yamada, S., Inouye, M.
    • 雑誌名

      Chem.Commun.

      ページ: 7164-7166

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characteristic Fluorescence Behavior of Dialkynylpyrene Derivatives in Hydrophobic Cavity of Protein2009

    • 著者名/発表者名
      Shinmori, H., Furukawa, H., Fujimoto, K., Shimizu, H., Inouye, M., Takeuchi, T.
    • 雑誌名

      Chem. Lett. 38

      ページ: 84-85

    • NAID

      10023990667

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photophysical Properties of 1,3,6,8-Tetrakis(arylethynyl)pyrenes with Donor or Acceptor Substituents : Their Fluorescence Solvatochromism and Lightfastness2009

    • 著者名/発表者名
      Fujimoto, K., Shimizu, H., Frusyo, M.Akiyama, S., Ishida, M., Furukawa, U., Yokoo, T., Inouye, M.
    • 雑誌名

      Tetrahedron 65

      ページ: 9357-9361

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 様々なタンパクをミニチュア化したヘリカルペプチドとDNAとの相互作用解析2011

    • 著者名/発表者名
      梶野雅起, 藤本和久, 井上将彦
    • 学会等名
      日本化学会第91春季年会
    • 発表場所
      横浜
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 金基板上に固定化したフェロセンラベル化ペプチドの電子移動2011

    • 著者名/発表者名
      藤原匡志, 藤本和久, 井上将彦
    • 学会等名
      日本化学会第91春季年会
    • 発表場所
      横浜
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ジアリールエテンの光異性化を利用した生体分子間相互作用の制御2010

    • 著者名/発表者名
      藤本和久, 梶野雅起, 井上将彦
    • 学会等名
      平成22年度北陸地区講演会と研究発表会
    • 発表場所
      富山
    • 年月日
      2010-11-19
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ヘリカルペプチドを用いたペプチド-DNA間相互作用の安定化2010

    • 著者名/発表者名
      梶野雅起, 藤本和久, 井上将彦
    • 学会等名
      日本ケミカルバイオロジー学会第5回年会
    • 発表場所
      横浜
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ミニチュア化タンパク"としての架橋ヘリカルペプチドとDNAの相互作用2010

    • 著者名/発表者名
      梶野雅起, 藤本和久, 井上将彦
    • 学会等名
      第4回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      豊中
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 金基板上に固定化したフェロセンラベル化ペプチドの二次構造とその電気化学応答との関係2010

    • 著者名/発表者名
      藤原匡志, 藤本和久, 井上将彦
    • 学会等名
      第4回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      豊中
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 金電極上におけるフェロセンラベル化ペプチドのダイナミクスと電気化学応答2010

    • 著者名/発表者名
      藤原匡志, 藤本和久, 井上将彦
    • 学会等名
      平成22年度有機合成化学北陸セミナー
    • 発表場所
      金沢
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ジアリールエテンを骨格とする非天然アミノ酸残基をもつ新規光応答性ペプチドの開発2010

    • 著者名/発表者名
      岡田洋平・藤本和久・井上将彦
    • 学会等名
      日本化学会第90春季年会
    • 発表場所
      近畿大学本部キャンパス(東大阪市)
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] ジアリールエテンを利用したヘリカルペプチド/DNA相互作用の光制御2010

    • 著者名/発表者名
      藤本和久・梶野雅起・河合博和・井上将彦
    • 学会等名
      第12回生命化学研究会
    • 発表場所
      芦原温泉 清風荘(福井県あわら市)
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] ジアリールエテンを骨格とする非天然アミノ酸を有するフォトクロミックペプチドの開発2009

    • 著者名/発表者名
      岡田洋平・河合博和・藤本和久・井上将彦
    • 学会等名
      平成21年度有機合成化学北陸セミナー
    • 発表場所
      富山観光ホテル(富山市)
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 光応答性DNA結合ペプチドの開発2009

    • 著者名/発表者名
      河合博和・藤本和久・井上将彦
    • 学会等名
      第24回生体機能関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      九州大学医系キャンパス・百甲記念講堂(福岡市)
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] ジアリールエテン架橋ペプチドによる生体動的機能の光制御2009

    • 著者名/発表者名
      藤本和久・井上将彦
    • 学会等名
      フォトクロミズムの攻究とメカニカル機能の創出 第4回公開シンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学学術交流会館(札幌市)
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] ジアリールエテンで架橋したペプチドのDNA認識能の光制御2009

    • 著者名/発表者名
      河合博和・藤本和久・井上将彦
    • 学会等名
      ケミカルバイオロジー学会 第4回年会
    • 発表場所
      神戸市産業振興センター(神戸市)
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.pha.u-toyama.ac.jp/yakka/index-j.html

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.pha.u-toyama.ac.jp/yakka/index-j.html

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [産業財産権] 蛍光性分子のモノマー発光とエキシマー発光のスイッチングを利用した分子ビーコンを用いるDNA検出法2010

    • 発明者名
      井上将彦, 藤本和久, 清水久夫
    • 権利者名
      富山大学
    • 取得年月日
      2010-04-14
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 外国

URL: 

公開日: 2009-04-01   更新日: 2018-03-28  

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