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2020 年度 実績報告書

ユビキチンコードのケミカル合成

計画研究

研究領域ケモテクノロジーが拓くユビキチンニューフロンティア
研究課題/領域番号 18H05504
研究機関東京大学

研究代表者

岡本 晃充  東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (60314233)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2023-03-31
キーワードユビキチン / 化学合成
研究実績の概要

1. 標識導入可能なユビキチンの作成…ユビキチンコードデコーダーなどのユビキチン結合タンパク質を捕捉することを目指して、光親和性標識などの標識が表出する各種ユビキチン(L8C、V70C、L73C、+C77)の合成を行った。
2. 安定同位体標識GG分岐ユビキチンの合成…ユビキチンコードの定量解析のための安定同位体標識GG分岐ユビキチンの合成を行った。特に、我々は、存在の可能性が高いユビキチン鎖を対象に、その分解生成物である各種のGlyGly転移ユビキチンおよび安定同位体で標識した各種のGlyGly転移ユビキチンを合成した。なお、安定同位体標識のためにL-Valine, 13C5, 15Nを用いることによって、+6 mass×3カ所=+18 massを実現した。合成した(GG分岐)ユビキチンは、Ub1-74、Ub1-74+GGM1、Ub1-74+GGK11、Ub1-74+GGK48、Ub1-74+GGK63、Ub1-74+GGM1+GGK63、Ub1-74+GGK11+GGK48、Ub1-74+GGK11+GGK63、Ub1-74+GGK48+GGK63であり、各々標識と非標識を合成した。
3. 光脱離基修飾ユビキチンユニットの合成…計画的にユビキチン鎖伸長を行うことを目指して、段階的にユビキチンを伸長することを可能にする光脱離基修飾ユビキチンユニットの合成を行った。まずK48鎖を作製するために、K48鎖を精製するユビキチンリガーゼと、K48の側鎖を光脱離基Nvocで保護したユビキチン、伸長の起点になるユビキチンを作製した。伸長起点ユビキチンとリガーゼを混合し、そこへNvocユビキチンを加えた。この混合物へ紫外光を照射することによって、K48ユビキチン鎖の伸長が生じた。
他にも、H2AK119ubの合成や核酸-ユビキチンキメラの合成を行い、標的の分子を得ることができた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

目的の様々なスーパーユビキチンの合成を達成しており、領域内研究者とともにそれらを用いたユビキチン研究へ発展している。

今後の研究の推進方策

大型ユビキチン鎖の合成を達成するとともに、様々な機能を有したスーパーユビキチンの合成を目指す。特に間接的ユビキチン化によるアンドラッガブルタンパク質のノックダウンを目指す。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 1件、 査読あり 10件) 学会発表 (13件)

  • [雑誌論文] Floxuridine Oligomers Activated under Hypoxic Environment2021

    • 著者名/発表者名
      Morihiro, K.; Ishinabe, T.; Takatsu, M.; Osumi, H.; Osawa, T.; Okamoto, A.
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 143 ページ: 3340-3347

    • DOI

      10.1021/jacs.0c10732

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Organoruthenium-Catalyzed Chemical Protein Synthesis to Elucidate the Functions of Epigenetic Modifications on Heterochromatin Factors2021

    • 著者名/発表者名
      Kamo, N.; Kujirai, T.; Kurumizaka, H.; Murakami, H.; Hayashi, G.; Okamoto, A.
    • 雑誌名

      Chem. Sci.

      巻: 12 ページ: -

    • DOI

      10.1039/D1SC00731A

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Light-inducible control of cellular proliferation and differentiation by a Hedgehog signaling inhibitor2021

    • 著者名/発表者名
      Misawa, R.; Minami, T.; Okamoto, A.; Ikeuchi, Y.
    • 雑誌名

      Bioorg. Med. Chem.

      巻: 38 ページ: -

    • DOI

      10.1016/j.bmc.2021.116144

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Toolbox for chemically synthesized histone proteins2020

    • 著者名/発表者名
      Nakatsu, K.; Hayashi, G.; Okamoto, A.
    • 雑誌名

      Curr. Opin. Chem. Biol.

      巻: 58 ページ: 10-19

    • DOI

      10.1016/j.cbpa.2020.04.016

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A light-inducible Hedgehog signaling activator modulates proliferation and differentiation of neural cells2020

    • 著者名/発表者名
      Misawa, R.; Minami, T.; Okamoto, A.; Ikeuchi, Y.
    • 雑誌名

      ACS Chem. Biol.

      巻: 15 ページ: 1595-1603

    • DOI

      10.1021/acschembio.0c00195

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fmoc-Compatible and C-terminal-Sequence-Independent Peptide Alkyl Thioester Formation Using Cysteinylprolyl Imide2020

    • 著者名/発表者名
      Nakatsu, K.; Yanase, M.; Hayashi, G.; Okamoto, A.
    • 雑誌名

      Org. Lett.

      巻: 22 ページ: 4670-4674

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.0c01450

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Single cell array enclosed with a photodegradable hydrogel in microwells for image-based cell classification and selective photorelease of cells2020

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi, S.; Takagi, R.; Hosogane, T.; Ohashi, Y.; Sakai, Y.; Sakakihara, S.; Iino, R.; Tabata, K.; Noji, H.; Okamoto, A.
    • 雑誌名

      ACS Appl. Bio Mater.

      巻: 3 ページ: 5887-5895

    • DOI

      10.1021/acsabm.0c00583

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Monitoring intracellular metal ion complexation with acetylene-tagged ligand by Raman spectroscopy2020

    • 著者名/発表者名
      Takemura, S.; Watanabe, H.; Nishihara, T.; Okamoto, A.; Tanabe, K.
    • 雑誌名

      RSC Adv.

      巻: 10 ページ: 36119-36123

    • DOI

      10.1039/D0RA06329K

    • 査読あり
  • [雑誌論文] L-DNA-tagged fluorescence in situ hybridization for highly sensitive imaging of RNAs in single cells2020

    • 著者名/発表者名
      Ogata, M.; Hayashi, G.; Ichiu, A.; Okamoto, A.
    • 雑誌名

      Org. Biomol. Chem.

      巻: 18 ページ: 8084-8088

    • DOI

      10.1039/D0OB01635G

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Acetylation-modulated communication between the H3 N-terminal tail domain and the intrinsically disordered H1 C-terminal domain2020

    • 著者名/発表者名
      Hao, F; Murphy, K. J.; Kujirai, T.; Kamo, N.; Kato, J.; Koyama, M.; Okamato, A.; Hayashi, G.; Kurumizaka, H.; Hayes, J. J.
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Res.

      巻: 48 ページ: 11510-11520

    • DOI

      10.1093/nar/gkaa949

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] ニトロ基およびアゾ基の生体還元を利用したFloxuridineオリゴマーの低酸素活性化2021

    • 著者名/発表者名
      森廣 邦彦、石鍋 拓郎、高津 正子、大澤 毅、岡本 晃充
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
  • [学会発表] 細胞内タンパク質送達を指向した刺激溶解性タンパク質凝集体の開発2021

    • 著者名/発表者名
      山本 一穂、山口 哲志、岡本 晃充
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
  • [学会発表] 光化学インターナリゼーションに有効な近赤外光吸収色素の合成と評価2021

    • 著者名/発表者名
      濵邉 美佳子、出羽 和花子、大橋 瑠子、浜窪 隆雄、岡本 晃充
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
  • [学会発表] 細胞膜透過性を指向する含フッ素オリゴヌクレオチドの合成と評価2021

    • 著者名/発表者名
      渡邉 ほの香、相川 光介、森廣 邦彦、岡本 晃充、岡添 隆
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
  • [学会発表] 光誘起型伸長反応を用いたポリユビキチンの鎖長制御手法の確立2021

    • 著者名/発表者名
      村山 伊織、古畑 隆史、岡本 晃充
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
  • [学会発表] 固相合成に適したチオエステル前駆体システイニルプロリルイミドによるタンパク質化学合成2021

    • 著者名/発表者名
      中津 幸輝、梁瀬 将史、林 剛介、岡本 晃充
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
  • [学会発表] 生体分子の選択的可視化を実現する光活性化アルキンタグ2021

    • 著者名/発表者名
      中村 聖、山口 哲志、小阪 高広、中村 元直、岡本 晃充
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
  • [学会発表] 細胞膜裏側の定量的1細胞解析のための細胞膜シートアレイの開発2021

    • 著者名/発表者名
      梅田 侑生、山口 哲志、山平 真也、中村 元直、岡本 晃充
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
  • [学会発表] Ru触媒を用いたリンカーヒストンH1.2とHP1αの化学合成とその翻訳後修飾の機能解析2021

    • 著者名/発表者名
      加茂 直己、鯨井 智也、胡桃坂 仁志、村上 裕、林 剛介、岡本 晃充
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
  • [学会発表] The use of cysteinylprolyl imide peptide as an Fmoc-compatible crypto-thioester2020

    • 著者名/発表者名
      Koki Nakatsu、Masafumi Yanase、Gosuke Hayashi、Akimitsu Okamoto
    • 学会等名
      第57回ペプチド討論会
  • [学会発表] Total chemical synthesis of linker histone H1.2 and heterochromatin protein 1 alpha through one-pot multiple peptide ligation using Ru catalyst2020

    • 著者名/発表者名
      Naoki Kamo、Gosuke Hayashi、Tomoya Kujirai、Hitoshi Kurumizaka、Hiroshi Murakami、Akimitsu Okamoto
    • 学会等名
      第57回ペプチド討論会
  • [学会発表] 低酸素環境下で活性化するFluoxuridineオリゴマーの開発2020

    • 著者名/発表者名
      森廣 邦彦、石鍋 拓郎、高津 正子、岡本 晃充
    • 学会等名
      第14回バイオ関連化学シンポジウム
  • [学会発表] 金属イオン曝露によるDNAメチル化レベル変化の蛍光解析2020

    • 著者名/発表者名
      森廣 邦彦、劉 杉、竹内 芙美香、岡本 晃充
    • 学会等名
      第42回日本光医学・光生物学会

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公開日: 2021-12-27  

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