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2022 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, 大学院工学系研究科(工学部), 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

ポリユビキチン化は、タンパク質の品質管理や細胞内シグナル伝達など、様々な細胞内プロセスの精密かつ動的な制御に重要な役割を果たす翻訳後修飾である。さらに、ヘテロ型ポリユビキチン鎖は、その潜在的な構造の多様性と生理的機能から関心を集めているポリユビキチンの新しいクラスである。ヘテロ型ポリユビキチン鎖によって特徴的に媒介される細胞内シグナルの根底にあるトポロジカルな要因を調べるために、ヘテロ型鎖の構造定義合成の需要が高まっている。しかし、これまでに開発された化学的および酵素的なポリユビキチン合成は、ライゲーションと精製という手間のかかるラウンドや、鎖の長さや分岐位置に関するモジュール性の欠如によって、その適用性が制限されてきた。今回、我々は、構造的に定義された異型ポリユビキチン鎖のワンポット光制御合成を確立した。重合に用いるリジン残基に光分解性保護基を有するユビキチン誘導体を設計した。このユビキチン誘導体を用いて、E1およびE2酵素による伸長と紫外光照射による保護基の脱保護を繰り返すことにより、ユビキチンの長さと分岐位置を制御することができた。分岐位置の制御は中間体を分離することなく達成され、K63トリユビキチン鎖や分岐位置を規定したK63/K48異型テトラユビキチン鎖のワンポット合成を可能にした。本研究により、分岐構造が規定された長鎖ポリユビキチン鎖を効率的に構築するための化学的プラットフォームが得られ、これまで見過ごされてきたヘテロ型鎖の機能と構造の本質的な関係の解明が容易になると考えられる。

現在までの達成度 (段落)

令和4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

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (43件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 2件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (34件) (うち国際学会 6件)

  • [雑誌論文] cIAP1-based degraders induce degradation via branched ubiquitin architectures2023

    • 著者名/発表者名
      Akizuki, Y.; Morita, M.; Mori, Y.; Kaiho-Soma, A.; Dixit, S.; Endo, A.; Shimogawa, M.; Hayashi, G.; Naito, N.; Okamoto, A.; Tanaka, K.; Saeki, Y.; Ohtake, F.
    • 雑誌名

      Nat. Chem. Biol.

      巻: 19 ページ: 311-322

    • DOI

      10.1038/s41589-022-01178-1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Oncolytic Hairpin DNA Pair: Selective Cytotoxic Inducer through MicroRNA-Triggered DNA Self-Assembly2023

    • 著者名/発表者名
      Morihiro, K.; Osumi, H.; Morita, S.; Hattori, T.; Baba, M.; Harada, N.; Ohashi, R.; Okamoto, A.
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 145 ページ: 135-142

    • DOI

      10.1021/jacs.2c08974

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interstrand Crosslinking Oligonucleotides Elucidate the Effect of Metal Ions on the Methylation Status of Repetitive DNA Elements2023

    • 著者名/発表者名
      Liu, S.; Morihiro, K.; Takeuchi, F.; Li, Y.; Okamoto, A.
    • 雑誌名

      Front. Chem.

      巻: 11 ページ: 1122474

    • DOI

      10.3389/fchem.2023.1122474

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Glutamine deficiency in solid tumor cells confers resistance to ribosomal RNA synthesis inhibitors2022

    • 著者名/発表者名
      Pan, M.; Zorbas, C.; Sugaya, M.; Ishiguro, K.; Kato, M.; Nishida, M.; Zhang, H.-F.; Candeias, M. M.; Okamoto, A.; Ishikawa, T.; Soga, T.; Aburatani, H.; Sakai, J.; Matsumura, Y.; Suzuki, T.; Proud, C. G.; Lafontaine, D. L. J.; Osawa, T.
    • 雑誌名

      Nat. Commun.

      巻: 13 ページ: 3706

    • DOI

      10.1038/s41467-022-31418-w

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Photoactivatable materials for versatile single-cell patterning based on the photocaging of cell-anchoring moieties through lipid self-assembly2022

    • 著者名/発表者名
      Yamahira, S.; Misawa, R.; Kosaka, T.; Tan, M.; Izuta, S.; Yamashita, H.; Heike, Y.; Okamoto, A.; Nagamune, T.; Yamaguchi, S.
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 144 ページ: 13154-13162

    • DOI

      10.1021/jacs.2c02949

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Repetitive Thiazolidine Deprotection Using a Thioester-Compatible Aldehyde Scavenger for One-Pot Multiple Peptide Ligation2022

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

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 61 ページ: e202206240

    • DOI

      10.1002/anie.202206240

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chemoenzymatic labeling to visualize intercellular contacts using lipidated sortase A2022

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi, S.; Ikeda, R.; Umeda, Y.; Kosaka, T.; Yamahira, S.; Okamoto, A.
    • 雑誌名

      ChemBioChem

      巻: 23 ページ: e202200474

    • DOI

      10.1002/cbic.202200474

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bioorthogonal Photoreactive Surfaces for Single-Cell Analysis of Intercellular Communications2022

    • 著者名/発表者名
      Kosaka, T.; Yamaguchi, S.; Izuta, S.; Yamahira, S.; Shibasaki, Y.; Tateno, H.; Okamoto, A.
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 144 ページ: 17980-17988

    • DOI

      10.1021/jacs.2c07321

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intracellular Protein Photoactivation Using Sterically Bulky Caging2022

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi, S.; Yamamoto, K.; Yamamoto, R.; Takamori, S.; Ishiwatari, A.; Minamihata, K.; Nagamune, T.; Okamoto, A.
    • 雑誌名

      ChemBioChem

      巻: 23 ページ: e202200476

    • DOI

      10.1002/cbic.202200476

    • 査読あり
  • [学会発表] 光応答性細胞固定化表面を用いた免疫細胞の1細胞傷害性解析2023

    • 著者名/発表者名
      山口 哲志、小阪 高広、山平 真也、岡本 晃充
    • 学会等名
      高分子学会 第32回バイオ高分子シンポジウム
  • [学会発表] RNAヘアピン技術によるがん選択的な細胞毒性2023

    • 著者名/発表者名
      森田 駿人、森廣 邦彦、岡本 晃充
    • 学会等名
      日本核酸医薬学会 第7回年会
  • [学会発表] がん選択的な免疫療法を可能にするヘアピン型DNA医薬2023

    • 著者名/発表者名
      森廣 邦彦、大住 拓輝、岡本 晃充
    • 学会等名
      日本核酸医薬学会 第7回年会
  • [学会発表] マイクロRNAが触媒する病変細胞選択的なDNAデコイ生成2023

    • 著者名/発表者名
      安田 壮秀、森廣 邦彦、岡本 晃充
    • 学会等名
      日本核酸医薬学会 第7回年会
  • [学会発表] 光分解性タンパク質-高分子ハイブリッド材料を用いた細胞のケーシング2023

    • 著者名/発表者名
      山口 哲志、中条 一貴、岡本 晃充
    • 学会等名
      第71回高分子討論会
  • [学会発表] 画像解析による1細胞分取のための光応答性ゲル薄膜の開発2023

    • 著者名/発表者名
      李 雪陽、山口 哲志、上原 廉二朗、山平 真也、岡本 晃充
    • 学会等名
      第71回高分子討論会
  • [学会発表] 嵩高い光分解性保護基を用いたタンパク質の細胞内光活性化2023

    • 著者名/発表者名
      山本 涼太郎、山口 哲志、山本 一穂、南畑 孝介、岡本 晃充
    • 学会等名
      第71回高分子討論会
  • [学会発表] 腫瘍溶解性ヘアピン DNAペア:マイクロ RNA駆動型 DNA自己組織化を介した選択的細胞毒性誘導剤2023

    • 著者名/発表者名
      森廣 邦彦、大住 拓輝、岡本 晃充
    • 学会等名
      第16回バイオ関連化学シンポジウム
  • [学会発表] 連結方向切り替え可能な One-Potペプチド連結法によるタンパク質化学合成2023

    • 著者名/発表者名
      中津 幸輝、岡本 晃充、林 剛介、村上 裕
    • 学会等名
      第16回バイオ関連化学シンポジウム
  • [学会発表] 細胞内部の膜タンパク質の定量的1細胞解析法の開発2023

    • 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
      第16回バイオ関連化学シンポジウム
  • [学会発表] miRNA応答型低分子薬剤放出システム2023

    • 著者名/発表者名
      冨田 康弘、岡本 晃充、森廣 邦彦
    • 学会等名
      第16回バイオ関連化学シンポジウム
  • [学会発表] RNAヘアピン技術によるがん選択的な細胞毒性2023

    • 著者名/発表者名
      森田 駿人、森廣 邦彦、岡本 晃充
    • 学会等名
      第16回バイオ関連化学シンポジウム
  • [学会発表] 難治性がんの効果的な化学療法に向けた多剤一体型ミニ核酸医薬の開発2023

    • 著者名/発表者名
      込山 凌成、森廣 邦彦、岡本 晃充
    • 学会等名
      第16回バイオ関連化学シンポジウム
  • [学会発表] 連結方向切り替え可能なone-potペプチド連結法を用いたタンパク質化学合成2023

    • 著者名/発表者名
      中津 幸輝、岡本 晃充、林 剛介、村上 裕
    • 学会等名
      第12回CSJ化学フェスタ
  • [学会発表] 弱酸性微小環境応答性人工核酸を用いた がん選択的DNAアプタマーの開発2023

    • 著者名/発表者名
      根本 祐衣、森廣 邦彦、岡本 晃充
    • 学会等名
      第12回CSJ化学フェスタ
  • [学会発表] がん関連マイクロRNAが触媒する腫瘍細胞選択的なデコイ核酸医薬生成2023

    • 著者名/発表者名
      安田 壮秀、森廣 邦彦、岡本 晃充
    • 学会等名
      第12回CSJ化学フェスタ
  • [学会発表] Evaluation of biochemical properties of nucleosome formed by short interspersed nuclear element2023

    • 著者名/発表者名
      Yijing Lin, Takafumi Furuhata, Akimitsu Okamoto
    • 学会等名
      The 49th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • 国際学会
  • [学会発表] miR-21 detection technology based on HCR and ECHO probe2023

    • 著者名/発表者名
      Yunsong Xu, Kunihiko Morihiro, Akimitsu Okamoto
    • 学会等名
      The 49th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of multidrug-integrated mini-nucleic acid drugs for effective chemotherapy of refractory cancer2023

    • 著者名/発表者名
      Ryosei Komiyama, Kunihiko Morihiro, Akimitsu Okamoto
    • 学会等名
      The 49th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • 国際学会
  • [学会発表] Activation of siRNA triggered by copper ion accumulated in cancer cells2023

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Tomida, Honami Ando, Kunihiko Morihiro, Akimitsu Okamoto
    • 学会等名
      The 49th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • 国際学会
  • [学会発表] 細胞間接触を可視化する化学酵素的標識法2023

    • 著者名/発表者名
      山口 哲志、池田 諒佑、岡本 晃充
    • 学会等名
      化学工学会第88年会
  • [学会発表] 細胞間相互作用を創出する生体直交的な光反応性表面2023

    • 著者名/発表者名
      山口 哲志、小阪 高広、山平 真也、岡本 晃充
    • 学会等名
      化学工学会第88年会
  • [学会発表] 画像観察に基づく1細胞選別のための光応答性細胞付着ゲル薄膜の開発2023

    • 著者名/発表者名
      李 雪陽、山口 哲志、岡本 晃充
    • 学会等名
      日本化学会第103春季年会
  • [学会発表] ユビキチン―リガンドキメラペプチドによる標的タンパク質分解2023

    • 著者名/発表者名
      宮本 丈太郎、古畑 隆史、岡本 晃充
    • 学会等名
      日本化学会第103春季年会
  • [学会発表] 嵩高いケージングを用いた細胞内でのタンパク質の光活性化2023

    • 著者名/発表者名
      山本 涼太郎、山口 哲志、岡本 晃充
    • 学会等名
      日本化学会第103春季年会
  • [学会発表] がん細胞内に蓄積された銅イオンをトリガーとするsiRNAの活性化2023

    • 著者名/発表者名
      冨田 康弘、森廣 邦彦 、岡本 晃充
    • 学会等名
      日本化学会第103春季年会
  • [学会発表] 難治性がんの効果的な化学療法に向けた多剤一体型短鎖核酸医薬の開発2023

    • 著者名/発表者名
      込山 凌成、森廣 邦彦、岡本 晃充
    • 学会等名
      日本化学会第103春季年会
  • [学会発表] Enzyme mediated one-pot synthesis of branched polyubiquitin (K48/K63) chain via photo-induced stepwise synthesis2023

    • 著者名/発表者名
      Phebee Angeline Devadasan Racheal, Takafumi Furuhata1, Iori Murayama, Usano Toyoda, Akimitsu Okamato
    • 学会等名
      日本化学会第103春季年会
  • [学会発表] がん診断に向けた多種マイクロRNAの同時蛍光検出2023

    • 著者名/発表者名
      徐 云嵩、森廣 邦彦、岡本 晃充
    • 学会等名
      日本薬学会第143年会
  • [学会発表] マイクロRNAが触媒するデコイ核酸医薬の腫瘍細胞内生成2023

    • 著者名/発表者名
      安田 壮秀、森廣 邦彦、岡本 晃充
    • 学会等名
      日本薬学会第143年会
  • [学会発表] 白金系抗悪性腫瘍剤によるヌクレオソームの物理化学的変化と位置の再組織化2023

    • 著者名/発表者名
      廖 宣宇、古畑 隆史、岡本 晃充
    • 学会等名
      日本薬学会第143年会
  • [学会発表] 核酸ナノ技術によりがん選択的な細胞毒性を獲得するヘアピン型RNA分子の開発2023

    • 著者名/発表者名
      森田 駿人、森廣 邦彦、岡本 晃充
    • 学会等名
      日本薬学会第143年会
  • [学会発表] Tumor immune activation through intracellular hairpin DNA assenbly2023

    • 著者名/発表者名
      Kunihiko Morihiro, Hiraki Osumi, Akimitsu Okamoto
    • 学会等名
      18th Annual Meeting of the Oligonucleotide Therapeutics Society
    • 国際学会
  • [学会発表] Production of DNA decoy catalyzed with microDNA only in deseased cells2023

    • 著者名/発表者名
      Soshu Yasuda, Kunihiko Morihiro, Akimitsu Okamoto
    • 学会等名
      18th Annual Meeting of the Oligonucleotide Therapeutics Society
    • 国際学会

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公開日: 2023-12-25  

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