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2020 年度 実績報告書

人工栄養素結合体の化学シグナル

計画研究

研究領域化学コミュニケーションのフロンティア
研究課題/領域番号 17H06408
研究機関京都大学

研究代表者

上杉 志成  京都大学, 化学研究所, 教授 (10402926)

研究分担者 竹本 靖  京都大学, 化学研究所, 助教 (50453543)
研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2022-03-31
キーワードケミカルバイオロジー / 化合物ライブラリー
研究実績の概要

本研究は3段階ですすめている。①人工栄養素結合体ライブラリーの作成、②細胞ベーススクリーニング、③作用メカニズムと化学シグナルの解析である。2019年度までに、脂質合成の司令塔であるSREBP転写因子を阻害する栄養素結合体DHGを同定した。作用メカニズムと化学シグナルの解析を行い2019年度に最初の栄養素結合体DHGを論文発表した(ACS Chem. Biol., 2019)。2020年度は、自然免疫を活性化する栄養素結合体コリカマイドのメカニズム研究を行い、論文発表した(Angew. Chem. Int. Ed., 2021)。ウイルスの形状を模倣してTLRによる免疫応答シグナルを活性化し、ワクチンアジュバントとして機能した。また、2020年度までの新学術研究の中で、細胞内ラジカルによる新規化学シグナルを発見した。細胞内活性酸素ラジカルに敏感に反応しタンパク質を分解させるペプチド配列を、スクアレン合成酵素(SQS)のC末端配列に見いだし、報告した(J. Am. Chem. Soc., 2020)。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

人工栄養素結合体ライブラリー免疫を賦活する化合物を作成し、そこからエネルギー代謝のシグナルを変調するDHGと免疫を賦活するコリカマイドという二つの生理活性分子の発見に成功した。標的タンパク質の同定は概して困難だが、これらの標的タンパク質を同定し、論文発表した(ACS Chem. Biol., 2019)(Angew. Chem. Int. Ed., 2021)。さらに、新学術研究の中で化学コミュニケーションを研究する中で、光分解ペプチドを偶然に発見し、論文発表した(J. Am. Chem. Soc., 2020)。これらの化合物は、エネルギー代謝シグナル、免疫シグナル、ラジカルシグナルを変調する新規物質。当初の計画以上に進展しているといえる。

今後の研究の推進方策

<免疫を賦活する栄養素結合体> 2021年度は、コリカマイドの誘導体展開を行い、さらに強力な化合物を得て、自然免疫活性化に必要な化学シグナルをさらに追究する。

<光分解ペプチドの化学コミュニケーション> 2020年の研究で、その最小配列はラジカルとの反応性が高いアミノ酸が連続する18アミノ酸であることが分かってきた。2021年度は、様々な刺激により細胞内でラジカルを生成させた際に、どのようなタンパク質が分解されるか、プロテオーム解析により検討する。プロテオーム解析により同定されたタンパク質の中に、この最小配列に類似するアミノ酸配列を有するタンパク質が存在するか確認する。そのようなタンパク質が存在した際には、ラジカルにより直接分解されている可能性が高いため、個別に解析する。ランダムペプチドライブラリーからラジカル感受性ペプチドを探索する系を構築する。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 5件、 招待講演 5件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Fudan University(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      Fudan University
  • [雑誌論文] ELF3 activated by a superenhancer and an autoregulatory feedback loop is required for high-level HLA-C expression on extravillous trophoblasts2021

    • 著者名/発表者名
      Li, Q., Meissner, TB., Wang, F., Du, Z., Ma, S., Kshirsagar, S., Tilburgs, T., Buenrostro, JD., Uesugi, M., Strominger, JL.
    • 雑誌名

      Proc. Natl. Acad. Sci. USA.

      巻: 118 ページ: e2025512118

    • DOI

      10.1073/pnas.2025512118

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Non-genetic cell-surface modification with a self-assembling molecular glue2021

    • 著者名/発表者名
      Hakariya, H., Takashima, I., Takemoto, M., Noda, N., Sato, S., Uesugi, M.
    • 雑誌名

      Chem Commun.

      巻: 57 ページ: 1470~1473

    • DOI

      10.1039/D0CC07171D

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Discovery of Self‐Assembling Small Molecules as Vaccine Adjuvants2020

    • 著者名/発表者名
      Jin, S., Vu, HV., Hioki, K., Noda, N., Yoshida, H., Shimane, T., Ishizuka, S., Takashima, I., Mizuhata, Y., Pe, KB., Ogawa, T., Nishimura, N., Packwood, D., Tokitoh, N., Kurata, H., Yamasaki, S., Ishii, KJ., Uesugi, M.
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 60 ページ: 961~969

    • DOI

      10.1002/anie.202011604

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of the hypertension drug niflumic acid as a glycine receptor inhibitor2020

    • 著者名/発表者名
      Ito, D., Kawazoe, Y., Sato, A., Uesugi, M., Hirata, H.
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 10 ページ: 13999~13999

    • DOI

      10.1038/s41598-020-70983-2

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Chemoproteomic Profiling of a Pharmacophore-Focused Chemical Library2020

    • 著者名/発表者名
      Punzalan, LL., Jiang, L., Mao, D., Mahapatra, AD., Sato, S., Takemoto, Y., Tsujimura, M., Kusamori, K., Nishikawa, M., Zhou, L., Uesugi, M.
    • 雑誌名

      Cell Chem Biol.

      巻: 27 ページ: 708~718

    • DOI

      10.1016/j.chembiol.2020.04.007

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Self-Assembling Bioactive Small Molecules2021

    • 著者名/発表者名
      Motonari Uesugi
    • 学会等名
      ACBI 2021 Online Meeting
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 生理活性化合物の新しい世界2020

    • 著者名/発表者名
      上杉 志成
    • 学会等名
      近畿化学協会合成部会 令和2年度第1回合成フォーラム
    • 招待講演
  • [学会発表] Lipid Control by Vitamin D2020

    • 著者名/発表者名
      Motonari Uesugi
    • 学会等名
      The 8th Seoul Symposium on Bone Health (SSBH)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 自己集合性ワクチンアジュバントの発見2020

    • 著者名/発表者名
      上杉 志成
    • 学会等名
      化学コミュニ第2回領域リトリート
    • 国際学会
  • [学会発表] New Directions of Chemical Biology: Self-Assembling Chemicals as New Vaccine Adjuvants2020

    • 著者名/発表者名
      Motonari Uesugi
    • 学会等名
      Fudan University International Academic Forum
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Self-Assembling Bioactive Small Molecules2020

    • 著者名/発表者名
      Motonari Uesugi
    • 学会等名
      Shanghai-Kyoto Chemistry Forum 2020
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 京都大学化学研究所上杉研究室

    • URL

      https://www.scl.kyoto-u.ac.jp/~uesugi/ja/index.php

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公開日: 2022-12-28  

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