| 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 |
21H00277
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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) |
2021-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
2022年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2021年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
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| キーワード | ユビキチン結合 / 生物学的等価体 / 分岐型ユビキチン鎖 / 特殊ユビキチン鎖プローブ / タンパク質 / ユビキチン鎖 / 脱ユビキチン化酵素 / 化学プローブ / ペプチド結合等価体 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
有機化学・ペプチド化学・生命科学が真に協働したケモテクノロジーの創出は、複雑なユビキチンコードの解明の重要な契機となる。本研究では、ユビキチン鎖の構造や機能を制御する構造因子であるユビキチン連結領域に着目し、ユビキチン連結領域を有機化学的に機能化した特殊ユビキチン鎖プローブを創製し、計画研究と有機的な連携することで、ユビキチンコード解明を加速化するケモテクノロジーの創出を目指す研究課題である。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、ユビキチン鎖の構造や機能を制御する重要な構造因子である2つのグリシン残基とリシン側鎖からなるユビキチン連結領域を有機化学的に改変した特殊ユビキチン鎖プローブの創製研究を展開した。
（１）脱ユビキチン化酵素DUBで加水分解されないDUB耐性型ユビキチン鎖ミミックの化学合成と機能評価
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。R2年度までの合成法に比べ、新規合成法は２つの幾何異性体を同一のアリルアルコールを鍵中間体から合成可能であり、マルチグラムスケール合成も可能であることから、汎用性・効率性に優れた合成法の開発に成功した。また、それら等価体を導入したユビキチン二量体ミミックの収束的化学合成を達成した。また、同ユビキチン二量体ミミックは脱ユビキチン化酵素に対して加水分解耐性を有すること、それぞれのミミックが異なるデコーダータンパク質の探索に応用可能であることを明らかにした。
（２）K48/K63分岐型ユビキチン鎖の化学合成と応用
分岐型ユビキチン鎖に結合するデコーダータンパク質を探索するために、K48およびK63で連結した分岐型ユビキチン鎖プローブを創製した。Fmoc固相合成により合成したN末端にシステインを有する48および63残基目で連結したフラグメントペプチドの3つの反応点に対して、ユビキチンのN末端から45残基目に相当するペプチドフラグメントを化学選択的に縮合した。その後、脱硫反応を行うことで所望のK48/K63分岐型ユビキチン鎖の化学合成を達成した. 合成したK48/K63分岐型ユビキチン鎖を化学プローブとして, 細胞内タンパク質との相互作用を網羅的に解析したところ、K48/K63分岐型ユビキチン鎖に対し選択的に結合するタンパク質群を見出した。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。
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