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本研究では、タンパク質の糖修飾やタンパク質間相互作用などの複雑な生命現象を直接解析する、画期的な蛋白質修飾法の開発を目指す。この目的を達成する足がかりとして申請者は、当研究室で開発されたアシル化反応を触媒するDMAPを連結したリガンド分子を用いた、天然タンパク質の化学修飾法に着目した。当該年度は、本技術を応用し、糖結合蛋白質であるレクチンを^<19>F NMR/MRIプローブで修飾し、レクチンを糖蛋白質の^<19>Fバイオセンサーへと改変することに成功した。構築した^<19>Fバイオセンサーは、ガラクトース結合蛋白質であるCongerin IIを基盤としており、ガラクトースが末端に修飾されたAsialofetuinなどの糖タンパク質を、NMRシグナルのOFF/ONスイッチングによって検出することに成功した。またこのシグナル変化は、MR画像によっても確認され、「レクチン一糖タンパク質」というタンパク質間相互作用を、MRIによってIn situで画像化することにも成功した。この化学修飾法は、リガンド分子の変更に伴い、他の様々なレクチンへの適用できることが実証されており、糖タンパク質の網羅的なイメージングへの展開が期待される。
この化学修飾法は、レクチン以外の他の様々なタンパク質への適用も期待できる。実際に申請者は、様々な薬剤ターゲットと考えられているGタンパク質共役型受容体(GPCR)を標的として研究を進めてきた。具体的には、これまでに用いてきたDMAP触媒をGPCRに直接導入し、GPCR間での相互作用に基づきタンパク質修飾を行う系の構築を行っている。本系の確立により細胞表層でのタンパク質間相互作用検出をリアルタイムに行うという、これまでにない画期的な技術になると期待される。
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