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2017 年度 実績報告書

カベオリンの化学合成とそのエンドサイトーシス機構解明への応用

研究課題

研究課題/領域番号 16H04180
研究機関大阪大学

研究代表者

北條 裕信  大阪大学, たんぱく質研究所, 教授 (00209214)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードカベオリン / セグメント縮合 / チオエステル法 / 膜タンパク質 / 化学合成
研究実績の概要

本研究は、膜上のくぼみであるカベオラに多く存在し、カベオラからのエンドサイトーシスに重要な役割を果たしている、カベオリンの機能、構造を解析する目的で行っている。アミノ酸200残基近いカベオリンを全合成するため、全体を5つのペプチドセグメントに分割して固相法により合成し、それらを順次縮合することにより全配列へと導く戦略を立てている。ただし、カベオリンは部分的に疎水的な細胞膜に埋まっているタンパク質であるため、その疎水性の高さにより、幾つかのペプチドセグメントの溶解性が極めて低く、これらのセグメントについてさらなる純度、収率の向上を図る必要があった。
そこで本年度は、まず、固相合成の際の縮合試薬の当量や、その種類を詳細に検討することにより、副反応を詳細に解析し、その抑制法を検討した。その結果大幅な純度向上に成功した。また、イソペプチド結合の導入等による溶解性向上も同時に検討し、収率の改善にも成功した。そこで、得られた5つのセグメント同士の縮合を行った。いずれの縮合も比較的効率よく進行し、望むカベオリン全長の合成に成功した。続いてすべての保護基の除去を行った。200残基近いタンパク質であり、膜貫通部位を含む疎水性のタンパク質であるが、脱保護反応は収率よく進行した。得られた完全脱保護体は、比較的良好な溶解性を有しており、イソペプチド結合の導入が効果的であったことが示唆された。今後、パルミトイル基の導入、イソペプチド結合のnativeなペプチド結合への変換を行った後、膜に挿入し、その形状の変化を解析する予定である。

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

本年度は、カベオリンを構成する5つのセグメントの大量合成とセグメント縮合を行い、カベオリン全長の合成を行った。膜貫通部位を持つタンパク質であることか ら、膜貫通部位を持つセグメントは、固相合成収率が低いことが昨年度の結果から明らかとなった。そこで、縮合反応の詳細な解析や、イソペプチド結合の導入等を行うことにより、これらのセグメントの合成収率の向上に成功した。ついで、5つのセグメント同士を縮合して全長配列の合成に成功し、さらにその脱保護を完了した。
以上のように、本年度の計画はほぼ達成されたことから、ほぼ計画通りに進行していると判断した。

今後の研究の推進方策

イソペプチド結合のペプチド結合への変換とパルミトイル化を行うことにより、カベオリンの合成を完了し、脂質に埋めることにより、カベオリンの脂質膜の性状に対する影響を解析する。また、N末端側に存在する種々の翻訳後修飾の機能を効率的に解析する手法を検討する。すなわち、特定の翻訳後修飾を持つN末端側のペプチドは化学合成により、C末端側は大腸菌により発現させ、両者を化学選択的に縮合する手法を検討して、効率的に種々の翻訳後修飾カベオリンを調製する手法を検討予定である。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Sialyl Tn Unit with TFA-Labile Protection Realizes Efficient Synthesis of Sialyl Glycoprotein2018

    • 著者名/発表者名
      Takeda Naoki、Takei Toshiki、Asahina Yuya、Hojo Hironobu
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 24 ページ: 2593~2597

    • DOI

      10.1002/chem.201706127

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of SAAP3D force field and the application to replica-exchange Monte Carlo simulation for chignolin and C-peptide2017

    • 著者名/発表者名
      Iwaoka Michio、Suzuki Toshiki、Shoji Yuya、Dedachi Kenichi、Shimosato Taku、Minezaki Toshiya、Hojo Hironobu、Onuki Hiroyuki、Hirota Hiroshi
    • 雑誌名

      Journal of Computer-Aided Molecular Design

      巻: 31 ページ: 1039~1052

    • DOI

      10.1007/s10822-017-0084-8

    • 査読あり
  • [雑誌論文] An N -protection free ligation of the peptide thioester and the peptide with an N -alkoxy- or N -aryloxyamino group at its N-terminus2017

    • 著者名/発表者名
      Hojo Hironobu、Kawakami Toru、Hiroyama Yuta、Aimoto Saburo
    • 雑誌名

      Tetrahedron Letters

      巻: 58 ページ: 4638~4641

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2017.10.074

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure of the Dnmt1 Reader Module Complexed with a Unique Two-Mono-Ubiquitin Mark on Histone H3 Reveals the Basis for DNA Methylation Maintenance2017

    • 著者名/発表者名
      Ishiyama S.、Nishiyama A.、Saeki Y.、Moritsugu K.、Morimoto D.、Yamaguchi L.、Arai N.、Matsumura R.、Kawakami T.、Mishima Y.、Hojo H.、Shimamura S.、Ishikawa F.、Tajima S.、Tanaka K.、Ariyoshi M.、Shirakawa M.、Ikeguchi M.、Kidera A.、Suetake I.、Arita K.、Nakanishi M.
    • 雑誌名

      Molecular Cell

      巻: 68 ページ: 350~360

    • DOI

      10.1016/j.molcel.2017.09.037

    • 査読あり
  • [雑誌論文] One-Pot Four-Segment Ligation Using Seleno- and Thioesters: Synthesis of Superoxide Dismutase2017

    • 著者名/発表者名
      Takei Toshiki、Andoh Tomoshige、Takao Toshifumi、Hojo Hironobu
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 56 ページ: 15708~15711

    • DOI

      10.1002/anie.201709418

    • 査読あり
  • [雑誌論文] RFTS-dependent negative regulation of Dnmt1 by nucleosome structure and histone tails2017

    • 著者名/発表者名
      Mishima Yuichi、Brueckner Laura、Takahashi Saori、Kawakami Toru、Arita Kyohei、Oka Shota、Otani Junji、Hojo Hironobu、Shirakawa Masahiro、Shinohara Akira、Watanabe Mikio、Suetake Isao
    • 雑誌名

      The FEBS Journal

      巻: 284 ページ: 3455~3469

    • DOI

      10.1111/febs.14205

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Regulation of CCR7-dependent cell migration through?CCR7 homodimer formation2017

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Daichi、Endo Masataka、Ochi Hirotaka、Hojo Hironobu、Miyasaka Masayuki、Hayasaka Haruko
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1038/s41598-017-09113-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Total Synthesis and Antibacterial Investigation of Plusbacin A32017

    • 著者名/発表者名
      Katsuyama Akira、Paudel Atmika、Panthee Suresh、Hamamoto Hiroshi、Kawakami Toru、Hojo Hironobu、Yakushiji Fumika、Ichikawa Satoshi
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 19 ページ: 3771~3774

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.7b01629

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of ubiquitylated histone H3 using a thiirane linker for chemical ligation2017

    • 著者名/発表者名
      Kawakami Toru、Mishima Yuichi、Hojo Hironobu、Suetake Isao
    • 雑誌名

      Journal of Peptide Science

      巻: 23 ページ: 532~538

    • DOI

      10.1002/psc.2976

    • 査読あり
  • [学会発表] 有機合成によるタンパク質、糖タンパク質の機能解析をめざして2017

    • 著者名/発表者名
      北條裕信
    • 学会等名
      有機合成化学講習会
    • 招待講演
  • [学会発表] Application of orthogonal thioester precursors to the one-pot synthesis of histone H42017

    • 著者名/発表者名
      Hironobu Hojo
    • 学会等名
      25th American Peptide Symposium (8th International Peptide Symposium)
    • 国際学会
  • [学会発表] A new strategy for the synthesis of proteins2017

    • 著者名/発表者名
      Hironobu Hojo
    • 学会等名
      IV International Symposium on Synthetic Peptides
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] ペプチドチオエステルの合成とタンパク質合成への応用 (中分子創薬に資するペプチド・核酸・糖鎖の合成技術 千葉一裕監修)2018

    • 著者名/発表者名
      北條裕信・川上徹
    • 総ページ数
      7
    • 出版者
      シーエムシー出版
  • [図書] Chemical Synthesis of Glycoproteins by the Thioester Method in Chemical Ligation (L.D. Andrea and A. Romanelli eds.)2017

    • 著者名/発表者名
      Hironobu Hojo
    • 総ページ数
      18
    • 出版者
      Wiley

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公開日: 2018-12-17  

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