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2017 年度 実績報告書

化学ラベル化法を応用したタンパク質の超高解像度可視化解析

研究課題

研究課題/領域番号 17H03090
研究機関九州大学

研究代表者

王子田 彰夫  九州大学, 薬学研究院, 教授 (10343328)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード蛋白質 / イメージング / 電子顕微鏡 / ケミカルバイオロジー / 脳神経科学
研究実績の概要

Aspリッチタグを用いたリアクティブタグ法を用いた研究では、ELISAを用いたタグ配列の最適化を行うとともにラベル化選択性について生細胞を用いた評価を行った。その結果、これまで開発を行った第一世代、第二世代のリアクティブタグ法よりも今回開発した第三世代型のものが、高い反応性とラベル化選択性を併せ持つ最も優れたものであることを明らかとした。これにより、今後の電子顕微鏡イメージングへの応用には第三世代型のリアクティブタグ法を用いるべきであるとの明確な指針が得られた。電子顕微鏡イメージングについては、先行する第二世代型のリアクティブタグ法を用いた研究をオーストリアIST研究所の重本教授と共同して進めた。その結果、細胞表層上に発現させた膜タンパク質をビオチン/アビジン相互作用を介して金ナノ粒子でラベル化し電子顕微鏡で可視化できることを明らかとした。さらに、金ナノ粒子を直接修飾したプローブを用いた検討を行ったところ、細胞表層に発現させた受容体を金ナノ粒子で直接ラベル化が可能であり、電子顕微鏡で可視化できることが明らかとなった。
ヒスタグを用いたリアクティブタグ法を用いた研究では、水を含まない完全有機溶媒系でのラベル化反応について検討を行った。現在までに、反応性の高いプローブの分子デザインについて最適化を終え、有機溶媒系の反応条件を種々検討している段階にある。また、Cysを含むヒスタグに対して反応するプローブについても開発に着手し、分子デザインの最適化を終了した段階にある。

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

Aspリッチタグを用いたリアクティブタグ法を用いた研究において大きな進展が得られた。金ナノ粒子を直接修飾したプローブで蛋白質のラベル化が可能であることを明らかした事は大きな成果であると考えている。

今後の研究の推進方策

オーストリアIST研究所の重本教授との連携をより密とし、電子顕微鏡イメージングへの応用研究をさらに加速して推進していく。ヒスタグを用いたリアクティブタグ法の開発についても加速して検討を進めることでラベル化法としての確立を急ぐ。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (9件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Institute of Science and Technology(オーストリア)

    • 国名
      オーストリア
    • 外国機関名
      Institute of Science and Technology
  • [雑誌論文] Discovery of highly reactive peptide tag by ELISA-type screening for specific cysteine conjugation2017

    • 著者名/発表者名
      N. Kurashige, H. Fuchida, S. Tabata, S. Uchinomiya, A. Ojida
    • 雑誌名

      Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters

      巻: 27 ページ: 3486-3489

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2017.05.069

    • 査読あり
  • [学会発表] Development of Peptide-tag/Probe Pair for Selective Protein Conjugation and Its Application to Fluorescence Bioimaging2018

    • 著者名/発表者名
      Nobutaka Kurashige, Hirokazu Fuchida, Shigekazu Tabata, Shohei Uchinomiya, Akio Ojida
    • 学会等名
      IRCCS-JST CREST Joint Symposium
  • [学会発表] ペプチドタグ/ プローブペアを用いたタンパク質ケミカルラベリング (1): Asp リッチ-タグシステムの電子顕微鏡イメージングへの応用2018

    • 著者名/発表者名
      田畑栄一, Jevtic Marijo, 城戸宗継, 渕田大和, 浜地 格, 重本隆一, 王子田彰夫
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
  • [学会発表] ペプチドタグ/ プローブペアを用いたタンパク質ケミカルラベリング (2): 高反応性Aspリッチ-タグの探索とそのバイオイメージング応用2018

    • 著者名/発表者名
      倉重伸崇, 渕田大和, 田畑栄一, 内之宮祥平, 王子田彰夫
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
  • [学会発表] ペプチドタグ/ プローブペアを用いたタンパク質ケミカルラベリング(3): 電子顕微鏡イメージングへの応用を目指したオリゴHisタグ高反応性プローブの開発2018

    • 著者名/発表者名
      善明直輝, 渕田大和, 倉重伸崇, 田畑栄一, 内之宮祥平, 王子田彰夫
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
  • [学会発表] タンパク質機能解析のための新規His-tag/プローブペアの開発2017

    • 著者名/発表者名
      善明直輝、渕田大和、倉重伸崇、田畑栄一、内之宮祥平、王子田彰夫
    • 学会等名
      第54回化学関連支部合同九州大会
  • [学会発表] 標的タンパク質特異的なラベル化のための新規ペプチドタグ/プローブペアの開発とバイオイメージング応用2017

    • 著者名/発表者名
      倉重伸崇、渕田大和、田畑栄一、内之宮祥平、王子田彰夫
    • 学会等名
      生体機能関連化学若手の会第29回サマースクール
  • [学会発表] TEMイメージングのためのHisタグ反応型リアクティブタグの開発2017

    • 著者名/発表者名
      善明直輝、渕田大和、倉重伸崇、田畑栄一、内之宮祥平、王子田彰夫
    • 学会等名
      第5回バイオ関連化学シンポジウム若手フォーラム
  • [学会発表] His側鎖の求核付加反応によるタンパク質ラベル化を目指した反応性プローブ分子の開発2017

    • 著者名/発表者名
      善明直輝、渕田大和、倉重伸崇、田畑栄一、内之宮祥平、王子田彰夫
    • 学会等名
      第34回日本薬学会九州支部大会
  • [学会発表] Screening of peptide tag for selective protein labeling with zinc complex and its application to fluorescence bioimaging2017

    • 著者名/発表者名
      Nobutaka Kurashige, Hirokazu Fuchida, Shigekazu Tabata, Shohei Uchinomiya, Akio Ojida
    • 学会等名
      第54回ペプチド討論会
  • [備考] 九州大学薬学研究院生体分析化学分野ホームページ

    • URL

      http://bunseki.phar.kyushu-u.ac.jp

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公開日: 2018-12-17  

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