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特異的ケミカルラベル化によるタンパク質複合体の超高解像度可視化

公募研究

研究領域過渡的複合体が関わる生命現象の統合的理解-生理的準安定状態を捉える新技術-
研究課題/領域番号 24121721
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 複合領域
研究機関九州大学

研究代表者

王子田 彰夫  九州大学, 薬学研究科(研究院), 教授 (10343328)

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
11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円)
2013年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2012年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
キーワードタンパク質 / ラベル化 / 一分子可視化 / 電子顕微鏡 / 金ナノ粒子
研究概要

本年度では、昨年度までに開発した高い反応性を有するヘリックスD2型ペプチドタグを組み込んだ膜タンパク質に対するラベル化実験ならびに電子顕微鏡での可視化について検討を行った。ラベル化による可視化を目指す標的タンパク質としては、カリウムイオンチャネル(Kv2.1)ならびにGABA受容体サブユニット(GABAa-gamma2)の二つを選択した。両タンパク質にタグを導入した変異体をHEK293細胞あるいはIn uteroエレクトロポレーション法によりマウス胎児の脳内に発現させた後、凍結割断法により発現タンパク質を含む膜レプリカを作製した。これに対して、ビオチンを有する亜鉛錯体型のプローブ部を反応させた後電子顕微鏡を用いて観察を行った。様々な検討を行ったところ膜レプリカ上のペプチドタグのシステイン残基が酸化により失活する可能性が明らかとなり、この酸化に失活を抑制するためのレプリカ作製ならびに保存条件の探索が必要であった。その結果、一重項酸素阻害剤であるアジ化ナトリウムがシステイン残基の酸化失活に有効であることを明らかとした。今後、さらなる検討を進めることでタグ導入タンパク質の効率よいラベル化を達成することを目指す。
また、電子顕微鏡での可視化応用を目指したヒスタグに対するリアクティブタグ法の開発を新たに進めた。今年度は特にヒスタグに対して強い親和性を有するNi錯体プローブのデザインと機能評価を行った。その結果、従来のNi-NTA (nitoriloacetic acitd)型プローブに比べて16倍以上の強い親和性(Kd = 24 nM)を有するNi-IDA (iminodiacetic acid)型のプローブを見いだすことに成功した。このNi-IDA型プローブを用いて細胞表層に発現させたヒスタグ導入ブラジキニン受容体の蛍光バイオイメージグに成功した。

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

    (15件)

すべて 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (12件) (うち招待講演 4件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Design of a Binuclear Ni(II)-Iminodiacetic Acid (IDA) Complex for Selective Recognition and Covalent Labeling of His-tag Fused Proteins2014

    • 著者名/発表者名
      Ikuko Takahira, Hirokazu Fuchida, Shigekazu Tabata, Naoya Shindo, Shohei Uchinomiya, Itaru Hamachi, Akio Ojida
    • 雑誌名

      Bioorganic & Medicinal Chemistry Letter

      巻: 24

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 高反応性ペプチドタグデザインに基づいたタンパク質特異的ラベル化法の開発2014

    • 著者名/発表者名
      渕田 大和、田畑 栄一、城戸 宗継、浜地 格、王子田 彰夫
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 高反応性ペプチドタグデザインに基づいたタンパク質特異的ラベル化2013

    • 著者名/発表者名
      渕田 大和、田畑 栄一、城戸 宗継、浜地 格、王子田 彰夫
    • 学会等名
      第7回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 細胞内タンパク質のバイオイメージングを可能にするNi(II)錯体蛍光プローブの創製2013

    • 著者名/発表者名
      高平 育子、田畑 栄一、王子田 彰夫
    • 学会等名
      第39回反応と合成の進歩シンポジウム
    • 発表場所
      九州大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 高反応性ペプチドタグデザインに基づいたタンパク質特異的ラベル化システムの開発(1)2013

    • 著者名/発表者名
      城戸 宗継、田畑 栄一、浜地 格、 王子田 彰夫
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会
    • 発表場所
      立命館大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 高反応性ペプチドタグデザインに基づいたタンパク質特異的ラベル化システムの開発(2)2013

    • 著者名/発表者名
      田畑 栄一、城戸 宗継、浜地 格、 王子田 彰夫
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会
    • 発表場所
      立命館大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Coordination Chemistry-Based Selective Labeling of Cell Proteinsn Using Small Molecular Probes2012

    • 著者名/発表者名
      王子田 彰夫
    • 学会等名
      錯体化学会第62回討論会
    • 発表場所
      富山大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Selective Labeling of Cell Proteins Using a New Peptide Tag-Probe Pair2012

    • 著者名/発表者名
      王子田 彰夫、野中 洋、浜地 格
    • 学会等名
      The Second Asian Chemical Biology Conference
    • 発表場所
      沖縄
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Design of a Highly Reactive Peptide Tag-Probe Pair for Selective Covalanet Labeling of Cell Proteins2012

    • 著者名/発表者名
      田畑 栄一、城戸 宗継、多仁 一司、浜地 格、王子田 彰夫
    • 学会等名
      The First International Symposium on Biofunctional Chemistry
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] タンパク質機能化のためのケミカルバイオロジー研究2012

    • 著者名/発表者名
      王子田 彰夫
    • 学会等名
      九州地区高分子若手研究会ー夏の講演会
    • 発表場所
      北九州
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高反応性ペプチドタグデザインに基づいたタンパク質特異的ラベル化法の開発

    • 著者名/発表者名
      渕田 大和、田畑 栄一、城戸 宗継、浜地 格、王子田 彰夫
    • 学会等名
      第50回化学関連合同九州大会
    • 発表場所
      北九州
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] タンパク質特異的ラベル化のためのタグペプチドデザインと 生体機能解析応用

    • 著者名/発表者名
      王子田 彰夫
    • 学会等名
      第6回生体分子科学シンポジウム
    • 発表場所
      大阪府立大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] タンパク質機能解析のための特異的ラベル化法の開発

    • 著者名/発表者名
      王子田 彰夫
    • 学会等名
      第一回バイオイメージングセミナー
    • 発表場所
      九州工業大学(飯塚)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 九州大学大学院薬学研究院生体分析化学分野ホームページ

    • URL

      http://bunseki.phar.kyushu-u.ac.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 九州大学大学院薬学研究院生体分析化学分野ホームページ

    • URL

      http://bunseki.phar.kyushu-u.ac.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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