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改良型リガンド指向性触媒反応による細胞内標的タンパク質の効率的ラベル化技術の構築

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 26102729
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
研究機関東北大学

研究代表者

高岡 洋輔  東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 講師 (80599762)

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)
キーワード蛋白質 / 細胞・組織 / 生体分子 / 生理活性 / プロテオーム
研究実績の概要

本研究では、生理活性天然物が結合する標的タンパク質、あるいはその複合体に対して、細胞内で化学修飾する方法の開発を行い、そのまま抽出/同定することを目標とする。前年度までに用いてきた手法は、前所属先で開発されたAGD化学で、この方法は、タンパク質に認識される小分子リガンドに、有機触媒であるDMAPを連結したリガンド連結DMAPと、DMAPに活性化されて反応するチオエステル誘導体の2種類を用い、標的タンパク質の近傍でのみチオエステルをDMAPで活性化することで、標的特異的なラベル化が進行する。本反応を生きた細胞の中で行うための足がかりとして、前年度までに細胞内在性のモデルタンパク質を標的としたラベル化を達成してきた。本年度は、本手法を細胞表層膜タンパク質に適用し、その抗体にAGD化学を適用することで、抗原・抗体反応に基づく特異的なラベル化に成功した。この成果は我々が独自に開発したリガンド指向性化学に用いるリガンド分子を抗体に拡張できた点で、あらゆる標的をもラベル化できる可能性が高まり、一般性の著しい拡張に繋がるものである。一方で本年度は、植物細胞においてもタンパク質ラベル化を適用し、特に植物ホルモン受容体を標的としたラベル化、および天然化合物リガンドの未知標的タンパク質へのラベル化・同定を検討した。その結果、植物細胞の細胞分画等の条件の最適化を経て、標的の検出まで達成することができた。特に植物細胞では、ラベル化試薬等の機能性分子の細胞内導入率の向上、細胞内局在等の物性制御などが課題として浮かび上がってきており、今後さらなる発展が期待できる重要な知見が数多く得られた。

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

    (15件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 4件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Dual function of coronatine as a bacterial virulence factor against plants: possible COI1 JAZ independent role2016

    • 著者名/発表者名
      S. Egoshi, Y. Takaoka, H. Saito, Y. Nukadzuka, K. Hayashi, Y. Ishimaru, H. Yamakoshi, K. Dodo, M. Sodeoka, M. Ueda
    • 雑誌名

      RSC Adv.

      巻: 6 号: 23 ページ: 19404-19412

    • DOI

      10.1039/c5ra20676f

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Protein Ligand-tethered Synthetic Calcium Indicator for Localization Control and Spatiotemporal Calcium Imaging in Plant Cells2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Takaoka, M. Shigenaga, Y. Nukadzuka, M. Imai, Y. Ishimaru, K. Saito, R. Yokoyama, K. Nishitani, M. Ueda
    • 雑誌名

      Bioorg. Med. Chem. Lett.

      巻: 26 号: 1 ページ: 9-14

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2015.11.055

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Biomembrane-embedded Catalysts for Membrane-associated Protein Labeling on Red Blood Cells2015

    • 著者名/発表者名
      Yuki Yasueda, Tomonori Tamura, Keiko Kuwata, Yousuke Takaoka, Itaru Hamachi
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 44 号: 12 ページ: 1673-1675

    • DOI

      10.1246/cl.150797

    • NAID

      130005112533

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Analysis of Cell-surface Receptor Dynamics Through Covalent Labeling by Catalyst-tethered Antibody2015

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Hayashi, Yuki Yasueda, Tomonori Tamura, Yousuke Takaoka, Itaru Hamachi
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 137 号: 16 ページ: 5372-5380

    • DOI

      10.1021/jacs.5b02867

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Ligand-directed Dibromophenyl Benzoate Chemistry for Rapid and Selective Acylation of Intracellular Natural Proteins2015

    • 著者名/発表者名
      Yousuke Takaoka, Yuki Nishikawa, Yuki Hashimoto, Kenta Sasaki, Itaru Hamachi
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 6 号: 5 ページ: 3217-3224

    • DOI

      10.1039/c5sc00190k

    • NAID

      120005753890

    • 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
  • [雑誌論文] Extended Affinity-guided DMAP Chemistry with Finely-tuned Acyl Donor for Intracellular FKBP12 Labeling2015

    • 著者名/発表者名
      Zhining Song, Yousuke Takaoka, Yoshiyuki Kioi, Kazuhiro Komatsu,Tomonori Tamura, Takayuki Miki, Itaru Hamachi
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 44 号: 3 ページ: 333-335

    • DOI

      10.1246/cl.141065

    • NAID

      130004868396

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 植物毒素コロナチンのケミカルバイオロジー(2) コロナチンの気孔開口活性標的タンパク質の探索2016

    • 著者名/発表者名
      林 謙吾・岩下 利基・江越 脩祐・石丸 泰寛・高岡 洋輔・上田 実
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      京田辺・同志社大学(京都府)
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Development of novel fluorescent PPI detection system for subtype selective ligand of phytohormone co-receptor2015

    • 著者名/発表者名
      Yousuke Takaoka, Toshiki Iwashita, Takeshi Suzuki, Kengo Hayashi, Shusuke Egoshi, Yasuhiro Ishimaru, Minoru Ueda
    • 学会等名
      PacifiChem 2015
    • 発表場所
      ハワイコンベンションセンター(ホノルル・アメリカ)
    • 年月日
      2015-12-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of novel protein labeling method useful for plant chemical biology2015

    • 著者名/発表者名
      Nukadzuka Yuuki, Takaoka Yousuke, Ueda Minoru
    • 学会等名
      PacifiChem 2015
    • 発表場所
      ハワイコンベンションセンター(ホノルル・アメリカ)
    • 年月日
      2015-12-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] タンパク質リガンド連結プローブによる動物/植物細胞内ケミカルバイオロジー2015

    • 著者名/発表者名
      高岡洋輔
    • 学会等名
      理研ケミカルバイオロジー勉強会
    • 発表場所
      和光・理化学研究所(埼玉県)
    • 年月日
      2015-11-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 植物毒素コロナチンの誘導体化による植物ホルモン受容体サブタイプ選択的アゴニスト開発と未知標的探索2015

    • 著者名/発表者名
      高岡洋輔、岩下利基、岩橋万奈、鈴木健史、林謙吾、石丸泰寛、江越脩祐、上田実
    • 学会等名
      第57回天然有機化合物討論会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 植物毒素コロナチンの気孔開口誘導メカニズム解明を目指した生理活性制御による新規分子プローブの開発2015

    • 著者名/発表者名
      岩下利基、高岡洋輔、鈴木健史、田下諒、江越脩祐、石丸泰寛、上田実
    • 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
      東北大学川内萩ホール(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] Development of Specific and Efficient Protein labeling Method in Live Cell2014

    • 著者名/発表者名
      Yousuke Takaoka
    • 学会等名
      新学術領域研究天然物ケミカルバイオロジー第7回公開シンポジウム(第3回国際シンポジウム)
    • 発表場所
      千里ライフサイエンスセンター
    • 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] Self-assembling turn-on nanoprobe for endogenous protein sensing2014

    • 著者名/発表者名
      Yousuke Takaoka
    • 学会等名
      中国化学会ー日中フォーラム
    • 発表場所
      北京、中国
    • 年月日
      2014-08-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 改良型リガンド指向性触媒反応による細胞内標的タンパク質の効率的ラベル化技術の構築2014

    • 著者名/発表者名
      高岡 洋輔
    • 学会等名
      天然物ケミカルバイオロジー第6回公開シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2014-05-28 – 2014-05-29
    • 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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