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2018 年度 実績報告書

光スイッチ機構を持つ低分子量G蛋白質Rasの開発と細胞内情報伝達の光制御

研究課題

研究課題/領域番号 15K07060
研究機関創価大学

研究代表者

丸田 晋策  創価大学, 理工学部, 教授 (40231732)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
キーワード低分子量Gタンパク質 / 細胞内情報伝達 / Ras / フォトクロミック分子 / 光制御
研究実績の概要

Rasは、低分子量G蛋白質の1つで、細胞の増殖・分化、遺伝子発現、細胞間接着などの重要な細胞機能の調節を行っている。Rasの構造とその生体分子機械としての分子機構 は良く研究されているので、その仕組みを巧みに利用して外部刺激で制御することができれば、細胞機能の人工的な調節が可能になる。本研究では、RasとRasの制御因子の機械的な仕組みに光応答性のフォトクロミック分子を光スイッチ(制御ナノデバイス)として導入 して、Rasの機能を光可逆的に制御することを目的としている。最終年度では、これまでに得られた実験結果を元に、最適化されたSOSペプチドと新規Ras阻害ペプチドにアゾベンゼン誘導体を導入してRasのGDP-GTP交換反応を光可逆的に制御することに成功した。
最適化SOSペプチドに二価架橋性アゾベンゼン誘導体ABDMを分子内架橋することにより、ペプチドの二次構造が著しく安定した。また、ABDMの光異性化に伴う構造変化によって、ペプチド二次構造が分的に変化することが確認された。ABDMを導入したペプチドは、SOSと競合阻害し、Rasのヌクレオチド交換反応を阻害することが確認された。またABDM-ペプチドは、Cis-Trans異性化に伴い有意に阻害活性が変化することが示された。これらのことから、フォトクロミック分子を導入したペプチドを用いて、Rasのヌクレオチド交換因子SOSのRasへの結合を光可逆的に制御することにより、RasのGDP-GTP交換反応を間接的にコントロールできることが示された。また、新規ペプチド阻害剤KRpep-2dの分子内S-S結合部位に水溶性スルホン化アゾベンゼン誘導体ょを導入して光可逆的にRasのGDP-GTP交換反応を光可逆的に制御できることが示された。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件)

  • [国際共同研究] University of Texas at Tyler(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      University of Texas at Tyler
  • [学会発表] PHOTO-CONTROL OF SMALL GTPASE RAS GDP-GTP EXCHANGE REACTION USING NOVEL PEPTIDE INHIBITOR MODIFIED WITH AZOBENZENE DERIVATIVES2019

    • 著者名/発表者名
      Nobuyuki Nishibe, Masahiro Kuboyama, Kenichi Taii,Toshio Nagashima, Toshio Yamazaki and Shinsaku Maruta
    • 学会等名
      第63回米国生物物理学会年会
    • 国際学会
  • [学会発表] PHOTO-CONTROL OF SMALL GTPASE RAS USING PHOTO RESPONSIVE PEPTIDE INHIBITOR WHICH MIMIC ΑH HELIX OF SOS2019

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Kuboyama, Nobuyuki Nishibe, Kenichi Taii, Toshio Nagashima, Toshio Yamazaki, Kazunori Kondo and Shinsaku Maruta
    • 学会等名
      第63回米国生物物理学会年会
    • 国際学会
  • [学会発表] PHOTO-CONTROL OF RAS GDP-GTP EXCHANGE USING THE SOSΑH MIMICKING PEPTIDES MODIFIED WITH SPIROPYRAN DERIVATIVE2019

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Taii, Nobuyuki Nishibe, Kei Sadakane and Shinsaku Maruta
    • 学会等名
      第63回米国生物物理学会年会
    • 国際学会
  • [学会発表] Photo-control of Small GTPase Ras Using Novel Photochromic Peptide Inhibitor2018

    • 著者名/発表者名
      Nobuyuki Nishibe, Kenichi Taii, Masahiro Kuboyama, Toshio Nagashima, Toshio Yamazaki and Shinsaku Maruta
    • 学会等名
      平成30年度日本生化学会関東支部例会
  • [学会発表] Photo-regulation of Small GTPase Ras Using Peptide Modified with Azobenzene2018

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Kuboyama, Nobuyuki Nishibe, Taii Kenichi, Kondo Kazunori and Shinsaku Maruta
    • 学会等名
      平成30年度日本生化学会関東支部例会 平成30年6月23日 埼玉
  • [学会発表] Photo-control of Ras GDP-GTP exchange using the peptide modified with spiropyran derivative2018

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Taii , Nobuyuki Nishibe and Shinsaku Maruta
    • 学会等名
      第56回日本生物物理学会年会
  • [学会発表] Photo-regulation of Small GTPase Ras using Photochromic SOS-Peptide2018

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Kuboyama, Nobuyuki Nishibe, Kenichi Taii, Kazunori Kondo and Shinsaku Maruta
    • 学会等名
      第56回日本生物物理学会年会
  • [学会発表] HVR domain of small GTPase Ras changes its conformation in GTPase cycle2018

    • 著者名/発表者名
      久保山 正浩, 西部 伸幸, 梅木 伸久, 杉本 泰信, 丸田 晋策
    • 学会等名
      第91回日本生化学会大会
  • [学会発表] Photo-control of Small GTPase Ras Using Photochromic Peptide Inhibitors2018

    • 著者名/発表者名
      西部 伸幸, 泰井 賢一, 久保山 正浩, 長島 敏雄, 山崎 俊夫, 丸田 晋策
    • 学会等名
      第91回日本生化学会大会

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公開日: 2019-12-27  

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