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2016 年度 実施状況報告書

ケミカルエピゲノミクスを指向したタンパク質メチル化可視化プローブ・阻害剤の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K12761
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

五月女 宜裕  国立研究開発法人理化学研究所, 袖岡有機合成化学研究室, 研究員 (50431888)

研究分担者 島津 忠広  国立研究開発法人理化学研究所, 眞貝細胞記憶研究室, 専任研究員 (10618771)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードエピゲノム / タンパク質メチル化 / 阻害剤 / 検出プローブ / プロテオーム / 翻訳後修飾
研究実績の概要

生体での複雑なタンパク質メチル化を制御するための基礎研究として、特定のタンパク質メチル化酵素のサブタイプを選択的に認識し、かつ細胞毒性の低い阻害剤の開発が求められている。しかし、従来のタンパク質メチル化阻害剤の開発研究では、精製された1つの酵素及び1つの基質タンパク質のメチル化を指標に、阻害剤の構造最適化が進められてきた。一方、本研究ではProSeAM (propargylic Se-adenosyl-L-selenomethionine) を用いた網羅的メチローム検出系を基軸として、これまで報告例のない基質タンパク質を標的とするタンパク質メチル化阻害剤の創出を目指した。
昨年度 (平成27年度) は、網羅的メチローム検出系における鍵化合物であるProSeAMの合成及び精製法を改良することで、本検出プローブを十分量供給することが可能となった。これらの結果に基づき、平成28年度は、ProSeAMを用いた網羅的検出系に阻害剤候補化合物を加えることでメチル化酵素あるいは基質候補を探索する手法について、更なる詳細な検討を行った。特に、ゲルアッセイにより見出したタンパク質メチル化阻害剤の候補化合物について、LC/MS-MSを用いたプロテオーム解析に焦点を当てた。その結果、我々が開発を進めてきたエピジチオジケトピペラジン型阻害剤の新規標的タンパク質基質の同定、さらにはそのメチル化サイトを同定することにも成功した。これにより、機能解析の進んでいない見逃されたタンパク質基質を標的とするメチル化阻害剤探索法のプロトタイプを確立できたと考えている。

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

阻害剤の標的メチル化基質及びメチル化サイトを同定を可能とする一連の実験系を確立することができたため。

今後の研究の推進方策

本年度得られた知見を基盤に、新たに見出した阻害剤についてIC50値を算出し、酵素・基質選択制について定量的な知見を得る。また、生細胞を用いた系でのタンパク質メチル化阻害活性についても検討する。

次年度使用額が生じた理由

当初計画を効率的・効果的に進めた結果、直接経費を節約しながら、検出系・阻害剤開発研究いずれにおいても順調に進行させることができた。さらに、阻害剤の特性解明においては、これまでと異なる新現象を見出すことにも成功している。これらの新現象をさらに検討し、論文を投稿するための知見を詳細に集めるために、補助事業期間の延長が必要となった。

次年度使用額の使用計画

プロテオーム解析でヒットしたタンパク質についてより詳細に検証するため、個別に発現、精製系を構築する。cDNAの入手、クローニングに掛かる経費、およびタンパク質の精製とそれを用いた諸実験等、主に生物系の実験のために使用する。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2017 2016

すべて 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件)

  • [学会発表] Chemical Strategies to Control Chiral Environments Constructed by Molecular Catalysts and Enzymes2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Sohtome
    • 学会等名
      The 3rd RIKEN-Academia Sinica Joint Conference: Focus on Chemistry and Chemical Biology
    • 発表場所
      RIKEN (Wako, Saitama)
    • 年月日
      2017-03-29 – 2017-03-30
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Synthesis of selenium-based S-adenocylmethionine analogs2017

    • 著者名/発表者名
      Mai Akakabe, Yoshihiro Sohtome, Naoki Terayama, Tadahiro Shimazu, Yoichi, Shinkai, Mikiko Sodeoka
    • 学会等名
      RIKEN Epigenetics in Tsukuba
    • 発表場所
      RIKEN Tsukuba (Tsukuba, Ibaraki)
    • 年月日
      2017-02-16 – 2017-02-17
  • [学会発表] Synthetic Strategies to Control and Analyze Protein Methylation2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Sohtome
    • 学会等名
      RIKEN Symposium on Chemistry and Biochemistry of Epigenetic Regulation
    • 発表場所
      RIKEN (Wako, Saitama)
    • 年月日
      2017-01-19 – 2017-01-19
    • 招待講演
  • [学会発表] Symbiosis between molecular catalysis and chemical epigenetics2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Sohtome
    • 学会等名
      14th RIKEN Interdisciplinary Exchange Evening
    • 発表場所
      RIKEN (Wako, Saitama)
    • 年月日
      2016-10-06 – 2016-10-06
    • 招待講演

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公開日: 2018-01-16  

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