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光機能性プローブを用いた生体分子の小数活性化

公募研究

研究領域少数性生物学―個と多数の狭間が織りなす生命現象の探求―
研究課題/領域番号 24115513
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
審査区分 生物系
研究機関大阪大学

研究代表者

水上 進  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30420433)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
14,300千円 (直接経費: 11,000千円、間接経費: 3,300千円)
2013年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
2012年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
キーワード蛋白質ラベル化 / 光活性化 / ケージド化合物
研究概要

本研究課題では、光を用いて蛋白質を定量的に活性化する技術の開発を目的として研究を行った。その為のアプローチとして、我々が独自に開発した蛋白質を機能性化合物で特異的に修飾する「蛋白質ラベル化技術」を用いた。前年度までに、生きた細胞の内外に発現させた異なる二つのタグを有する蛋白質をクロスリンクするリンカー化合物を開発していた。また、適切な光感受性保護基を用いることで光照射によってラベル化を引き起こすことができるリガンド構造を開発していた。今年度は、この光応答性リガンドを有するクロスリンカー化合物を開発し、光によって細胞機能が制御できるかを検討した。連結する二種類のタグとしては、我々が開発したBL-tagと市販のHaloTagを選択し、それらを光で連結する機能性リンカーを開発した。機能を制御する蛋白質としては膜蛋白質であるEGFRを選択した。二種のタグを融合させたEGFRを同時に細胞内に発現させ、光機能性リンカーを添加した後、光照射を行ったところ、タグ融合EGFRのリン酸化、内在化が観察され、細胞遊走の活性化等の細胞応答を光で惹起することが可能であった。また、細胞以内蛋白質のホモ二量化、ヘテロ二量化についても成功した。また、顕微鏡下での光刺激システムを導入し、生きた細胞内外局所における蛋白質の定量的活性化の検討を行った。以上により、蛋白質相互作用を光を用いて共有結合により固定することで、活性化する技術を開発した。

現在までの達成度 (区分)
理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 11件) 学会発表 (9件) (うち招待講演 7件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] ナノ粒子設計に基づく機能性 <sup>1</sup>H MRIプローブの開発2013

    • 著者名/発表者名
      水上進
    • 雑誌名

      薬学雑誌

      巻: 133 号: 3 ページ: 351-354

    • DOI

      10.1248/yakushi.12-00239-1

    • NAID

      130003361923

    • ISSN
      0031-6903, 1347-5231
    • 年月日
      2013-03-01
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nanospherical Polymer as an MRI Sensor without Paramagnetic or Superparamagnetic Species2013

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Okada, Shin Mizukami, Yutaka Matsumura, Yoshichika Yoshioka, Kazuya Kikuchi
    • 雑誌名

      Dalton Trans.

      巻: 42 号: 45 ページ: 15864-15867

    • DOI

      10.1039/c3dt50378j

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient Development of Luminescent Lanthanide(III) Complexes by Solid-Phase Synthesis and On-Resin Screening2013

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Nakamura, Shin Mizukami, Miho Tanaka, Kazuya Kikuchi
    • 雑誌名

      Chem. Asian J.

      巻: 8 号: 11 ページ: 2685-2690

    • DOI

      10.1002/asia.201300759

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Luminescent Coelenterazine Derivatives Activatable by β-Galactosidase for Monitoring Dual Gene Expression2013

    • 著者名/発表者名
      Lindberg E, Mizukami S, Ibata K, Miyawaki A, Kikuchi K
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 19 号: 44 ページ: 14970-14976

    • DOI

      10.1002/chem.201302002

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Cell-Impermeable Coelenterazine Derivatives2013

    • 著者名/発表者名
      Lindberg E, Mizukami S, Ibata K, Fukano T, Miyawaki A, Kikuchi K
    • 雑誌名

      Chem. Sci.

      巻: 4 号: 12 ページ: 4395-4400

    • DOI

      10.1039/c3sc51985f

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multifunctional Core-shell Silica Nanoparticles for Highly Sensitive ^<19>F MRI2013

    • 著者名/発表者名
      H. Matsushita, S. Mizukami, F. Sugihara, Y. Nakanishi, Y. Yoshioka & K. Kikuchi
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed

      巻: 52(in press) 号: 4 ページ: 52-52

    • DOI

      10.1002/anie.201308500

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Small-Molecule-Based Protein-Labeling Technology in Live Cell Studies : Probe-Design Concepts and Applications2013

    • 著者名/発表者名
      S. Mizumkami, Y. Hori & K. Kikuchi
    • 雑誌名

      Acc. Chem. Res

      巻: 46(in press) 号: 1 ページ: 247-256

    • DOI

      10.1021/ar400135f

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] pH Induced dual "OFF-ON-OFFOFF"switch: Influence of a suitably placed carboxylic acid2013

    • 著者名/発表者名
      Kalyan K. Sadhu, Shin Mizukami, Akimasa Yoshimura, Kazuya Kikuchi
    • 雑誌名

      Organic & Biomolecular Chemistry

      巻: 11 号: 4 ページ: 563-568

    • DOI

      10.1039/c2ob26630j

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 細胞蛋白質への機能性分子ラベリング技術2013

    • 著者名/発表者名
      水上進・菊地和也
    • 雑誌名

      未来材料

      巻: 2 ページ: 5-10

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ^<19>F MRI monitoring of Gene Expression in Living Cells via Cell Surface β-Lactamase Activity2012

    • 著者名/発表者名
      松下尚嗣、水上進、杉原文徳、白川昌宏、菊地和也
    • 雑誌名

      ChemBioChem

      巻: 13 号: 11 ページ: 1579-1583

    • DOI

      10.1002/cbic.201200331

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simple and Real-time Colorimetric Assay for Glycosidases Activity Using Functionalized Gold Nanoparticles and Its Application for Inhibitor Screening2012

    • 著者名/発表者名
      Z. Zeng, S. Mizukami & K. Kikuchi
    • 雑誌名

      Anal. Chem.

      巻: 84 号: 21 ページ: 9089-9085

    • DOI

      10.1021/ac301677v

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 19F MRIプローブの開発~酵素活性検出からin vivo応用まで2013

    • 著者名/発表者名
      水上進
    • 学会等名
      日本薬学会第133年会シンポジウム
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2013-03-30
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of 19F MRI Probes Based on Coordination Chemistry and Nanomaterials2013

    • 著者名/発表者名
      Shin Mizukami
    • 学会等名
      日本化学会 ― Asian International Symposium
    • 発表場所
      草津
    • 年月日
      2013-03-24
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 蛋白質機能を可視化する分子の設計と開発2012

    • 著者名/発表者名
      水上進
    • 学会等名
      新学術領域研究 若手合同シンポジウム「配位プログラム」×「融合マテリアル」
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2012-12-21
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of Protein Labeling Technology Based on Mutant β-Lactamase2012

    • 著者名/発表者名
      Shin Mizukami, Yuri Akimoto, Akimasa Yoshimura, Mitsuru Ueda, Kazuya Kikuchi
    • 学会等名
      新学術領域「少数性生物学」第1回国際会議
    • 発表場所
      台北(台湾)
    • 年月日
      2012-10-16
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ナノバイオプローブ設計を基盤とする 分子イメージング技術開発2012

    • 著者名/発表者名
      水上進
    • 学会等名
      日本化学会 生体機能関連化学部会 若手の会 サマースクール
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2012-07-27
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] In vivo 19F MRIを可能とする コア-シェルナノ粒子の開発2012

    • 著者名/発表者名
      水上進,中西陽介,杉原文徳,向井大陽,菊地和也
    • 学会等名
      日本分子イメージング学会 第7回学会総会・学術集会
    • 発表場所
      浜松
    • 年月日
      2012-05-25
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 蛋白質ラベル化技術に基づく生体分子の少数活性化へのアプローチ

    • 著者名/発表者名
      水上進
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第69回学術講演会
    • 発表場所
      ホテル阪急エキスポパーク
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 機能性プローブ設計に基づく分子イメージング技術の開発

    • 著者名/発表者名
      水上進
    • 学会等名
      東京工業大学大学院生命理工学研究科 生体分子サイエンスセミナー
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Protein labeling technology for investigating small number molecules in living cells

    • 著者名/発表者名
      水上進
    • 学会等名
      日本生物物理学会
    • 発表場所
      京都国際会館
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 大阪大学大学院工学研究科菊地研究室

    • URL

      http://www-molpro.mls.eng.osaka-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

URL: 

公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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