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天然物を模したペプチドの大規模ライブラリーからのリガンド探索法の開発

公募研究

研究領域天然物ケミカルバイオロジー:分子標的と活性制御
研究課題/領域番号 26102715
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 理工系
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

川上 隆史  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 創薬分子プロファイリング研究センター, 研究員 (60638881)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2015年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2014年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワードPUREシステム / mRNAディスプレイ / ペプトイド / プロテオミクス / DNLC-MS/MS / HUPEX / アミロイドβ / アルツハイマー病 / ペプチド / 分子進化 / 抗体 / Nアルキルアミノ酸
研究実績の概要

新学術領域「天然物ケミカルバイオロジー」の名の下、本研究では、大腸菌由来の再構成型無細胞翻訳系(PUREシステム)と、分子進化工学的手法の一つであるmRNAディスプレイ法を組み合わせ、無細胞発現システムHUPEX(Goshima et al., Nat. Methods, 5, 1011, 2008)等により調製されたヒトタンパク質を標的として、天然物を模したペプチドの大規模ライブラリーから分子標的リガンドを探索する方法を開発した。その結果、HUPEXにより調製されたヒトタンパク質を標的とする、新規環状ペプトイド化合物を同定することに成功した。
また、本領域の副題「分子標的と活性制御」の考えに基づき、クリーンルーム内設置型の超高感度質量分析システムDNLC-MS/MS(Natsume et al., Anal. Chem., 74, 4725, 2002)を用いたプロテオミクスアプローチにより、同定した分子標的リガンドのタンパク質・タンパク質間相互作用の阻害部位の同定(分子プロファイリング)を可能にする技術の開発を行なった。その結果、同定した環状ペプトイド化合物がタンパク質・タンパク質間相互作用を阻害していることを実証することに成功した。
更に、新学術領域内の連携研究として、班長の入江一浩教授との共同研究により、アルツハイマー病に関連する(化学合成された)アミロイドβタンパク質を標的とする天然物様ペプチドリガンドの大規模ライブラリーからの探索も推進した。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] Directed Evolution of a Cyclized Peptoid-Peptide Chimera against a Cell-Free Expressed Protein and Proteomic Profiling of the Interacting Proteins to Create a Protein-Protein Interaction Inhibitor2016

    • 著者名/発表者名
      Takashi Kawakami, Koji Ogawa, Tomohisa Hatta, Naoki Goshima, and Tohru Natsume
    • 雑誌名

      ACS Chemical Biology

      巻: 11 号: 6 ページ: 1569-77

    • DOI

      10.1021/acschembio.5b01014

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] DIVERSE System: De Novo Creation of Peptide Tags for Non-enzymatic Covalent Labeling by In Vitro Evolution for Protein Imaging Inside Living Cells2015

    • 著者名/発表者名
      Takashi Kawakami, Koji Ogawa, Naoki Goshima, and Tohru Natsume
    • 雑誌名

      Chemistry & Biology

      巻: 22 号: 12 ページ: 1671-1679

    • DOI

      10.1016/j.chembiol.2015.10.016

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] In vitro display evolution of cyclized peptidomimetics targeted to a chemically synthesized amyloid beta protein dimer2015

    • 著者名/発表者名
      Takashi Kawakami, Kazuma Murakami, Daiki Sakamoto, Mizuho Hanaki, Tohru Natsume, and Kazuhiro Irie
    • 雑誌名

      Peptide Science

      巻: 52 ページ: 323-324

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Post-translational modification mapping of collagen that binds to HSP47 by directed ligand evolution and DNLC mass spectrometry2015

    • 著者名/発表者名
      Takashi Kawakami, Shinya Ito, Naoki Goshima, Kazuhiro Nagata, and Tohru Natsume
    • 雑誌名

      Peptide Science

      巻: 52 ページ: 321-322

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Proteomic Mapping of Biological Complexes Using Directed Ligand Evolution and Ultra-High Sensitive Mass Spectrometry2015

    • 著者名/発表者名
      Takashi Kawakami, Shungo Adachi, Koji Ogawa, Tomohisa Hatta, Tai Kubo, Naoki Goshima, Tohru Natsume
    • 雑誌名

      Peptide Science

      巻: 51 ページ: 339-340

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Directed Evolution of tRNA-Aminophosphonating Ribozymes for Ribosomal Phosphono-Peptide Synthesis2015

    • 著者名/発表者名
      Takashi Kawakami
    • 雑誌名

      Peptide Science

      巻: 51 ページ: 337-338

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Ribosomal incorporation of diverse cyclic N-alkyl amino acids2014

    • 著者名/発表者名
      Takashi Kawakami, Takahiro Ishizawa, Hiroshi Murakami
    • 雑誌名

      Peptide Science

      巻: 50 ページ: 427-428

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ribosomal synthesis of charged N-alkyl amino acid-containing peptides2014

    • 著者名/発表者名
      Takashi Kawakami, Toru Sasaki, Patrick C. Reid, Hiroshi Murakami
    • 雑誌名

      Peptide Science

      巻: 50 ページ: 423-424

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 試験管内分子進化法を用いたPPI阻害環状Nアルキルペプチド化合物の創製2016

    • 著者名/発表者名
      川上隆史
    • 学会等名
      新学術領域研究「天然物ケミカルバイオロジー」地区ミニシンポジウム~天然物ケミカルバイオロジーの更なる発展を目指して~
    • 発表場所
      京都大学(京都府京都市)
    • 年月日
      2016-02-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Directed evolution of antibody-like peptides for proteomics2015

    • 著者名/発表者名
      Takashi Kawakami, Naoki Goshima, and Tohru Natsume
    • 学会等名
      The 2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      Honolulu (USA)
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 無細胞分子進化法と超高感度質量分析を用いた翻訳後修飾の網羅的解析2015

    • 著者名/発表者名
      川上隆史、伊藤進也、五島直樹、永田和宏、夏目徹
    • 学会等名
      日本ペプチド学会第52回ペプチド討論会
    • 発表場所
      平塚中央公民館(神奈川県平塚市)
    • 年月日
      2015-11-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] アミロイドβ二量体を標的とする非天然型環状ペプチドの試験管内分子進化2015

    • 著者名/発表者名
      川上隆史、村上一馬、阪本大樹、花木瑞穂、夏目徹、入江一浩
    • 学会等名
      日本ペプチド学会第52回ペプチド討論会
    • 発表場所
      平塚中央公民館(神奈川県平塚市)
    • 年月日
      2015-11-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 進化分子工学と有機合成化学を基盤とするペプチドツール創製システムの構築2015

    • 著者名/発表者名
      川上隆史
    • 学会等名
      BioJapan2015 World Business Forum
    • 発表場所
      パシフィコ横山(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2015-10-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] タンパク質ラベリング用ペプチドタグの進化分子工学的創製システムの構築2015

    • 著者名/発表者名
      川上隆史、五島直樹、夏目徹
    • 学会等名
      日本ケミカルバイオロジー学会第10回年会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-06-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] プロテオミクスアプローチによるタンパク質間相互作用阻害剤の同定2015

    • 著者名/発表者名
      川上隆史、五島直樹、夏目徹
    • 学会等名
      「天然物ケミカルバイオロジー~分子標的と活性制御~」第8回公開シンポジウム
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-06-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Directed Evolution of Natural Product-Like Peptides2014

    • 著者名/発表者名
      Takashi Kawakami, Naoki Goshima, Tohru Natsume
    • 学会等名
      The 3rd International Symposium on Chemical Biology of Natural Products: Target ID and Regulation of Bioactivity
    • 発表場所
      Osaka
    • 年月日
      2014-10-28 – 2014-10-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 試験管内分子進化と超高感度質量分析を用いた蛋白質複合体の解析2014

    • 著者名/発表者名
      川上隆史、足達俊吾、小川浩二、八田知久、久保泰、五島直樹、夏目徹
    • 学会等名
      第51回ペプチド討論会
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      2014-10-22 – 2014-10-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ホスホノペプチドの翻訳合成に向けたtRNAアミノホスホニル化リボザイムの分子進化2014

    • 著者名/発表者名
      川上隆史
    • 学会等名
      第51回ペプチド討論会
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      2014-10-22 – 2014-10-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 天然物様ペプチドライブラリーからのリガンド探索法の開発2014

    • 著者名/発表者名
      川上隆史、五島直樹、夏目徹
    • 学会等名
      「天然物ケミカルバイオロジー~分子標的と活性制御~」第6回公開シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2014-05-28 – 2014-05-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.molprof.jp/~kawakami/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://researchmap.jp/takakawa/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 川上隆史研究員のホームページ

    • URL

      http://www.molprof.jp/~kawakami/

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 創薬分子プロファイリング研究センターのホームページ

    • URL

      http://www.molprof.jp

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-28  

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