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2023 年度 実績報告書

小胞体ストレスを可視化するSemisyntheticプローブの開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K19048
研究機関九州大学

研究代表者

堀 雄一郎  九州大学, 理学研究院, 教授 (00444563)

研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2024-03-31
キーワードミスフォールディング / スイッチ機能 / UGGT
研究実績の概要

UDP-glucose:glycoprotein glucosyltransferase (UGGT)は、ミスフォールディングしたタンパク質を結合するタンパク質であり、その結合部位に蛍光色素も結合する。このことから、ミスフォールディングタンパク質の結合に伴い色素の蛍光強度が変化するスイッチ機能を持つ分子プローブを設計すれば、ミスフォールディングタンパク質を検出できると考えた。そこで、本研究では、UGGTにPYPタグを融合し、スイッチ機能を持つ蛍光色素で標識したSemisyntheticプローブを開発した。これまでの研究で、UGGTのN末端にPYPタグを融合させたPYP-UGGTの遺伝子をクローニングした。一方、この遺伝子を大腸菌で発現させようとしたものの、その発現量が少なく、発現量向上が課題であった。本年度の研究では、UGGTのN末端ではなく、C末端にPYPタグを融合した遺伝子を作成し、遺伝子発現を試みた。これらの遺伝子には、HisタグおよびGSTタグをN末端に融合させておき、これらのタグを利用してタンパク質を精製することとした。大腸菌にて遺伝子発現を行ったところ、His-GST-UGGT-PYPの発現が確認された。Hisタグを利用した方法では、目的タンパク質の単離はできなかったものの、GSTタグを利用したアフィニティ精製とゲルろ過精製を行ったところ、His-GST-UGGT-PYPを得ることができた。このHis-GST-UGGT-PYPとPYPプローブの一つであるPCAF-TAMRAを反応させたところ、タンパク質を示すバンドの位置から蛍光が観測された。また、スイッチ機能を持つ色素を導入したPYPタグプローブを反応させたところ、PCAF-TAMRAと同様にラベル化反応が進行し、タンパク質と化合物からなるSemisynthetic probeの構築ができることが示された。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 2件)

  • [国際共同研究] The University of Edinburgh(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      The University of Edinburgh
  • [雑誌論文] No-wash fluorogenic labeling of proteins for reversible photoswitching in live cells2024

    • 著者名/発表者名
      Torii Kenji、Benson Sam、Hori Yuichiro、Vendrell Marc、Kikuchi Kazuya
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 15 ページ: 1393~1401

    • DOI

      10.1039/d3sc04953a

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Recent advancements of fluorescent biosensors using semisynthetic probes2024

    • 著者名/発表者名
      Reja Shahi Imam、Minoshima Masafumi、Hori Yuichiro、Kikuchi Kazuya
    • 雑誌名

      Biosensors and Bioelectronics

      巻: 247 ページ: 115862~115862

    • DOI

      10.1016/j.bios.2023.115862

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visualization of multiple localizations of GLUT4 by fluorescent probes of PYP-tag with designed unnatural warhead2023

    • 著者名/発表者名
      Nishiura Miyako、Hori Yuichiro、Umeno Maho、Kikuchi Kazuya
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 14 ページ: 5925~5935

    • DOI

      10.1039/d3sc00724c

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Persistent Fluorescence Switching of a Probe Using a Photochromic Quencher with High Photostability Assisted by Protein-Surface Modification2023

    • 著者名/発表者名
      Torii Kenji、Hori Yuichiro、Kikuchi Kazuya
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 95 ページ: 8834~8841

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.3c00163

    • 査読あり
  • [学会発表] ラベル化ケミストリーによる 膜タンパク質の多重局在の可視化2023

    • 著者名/発表者名
      堀 雄一郎
    • 学会等名
      蛋白質科学会第23回年会
    • 招待講演
  • [学会発表] タンパク質の多重局在を可視化する タンパク質ラベル化技術2023

    • 著者名/発表者名
      堀 雄一郎
    • 学会等名
      日本薬学会第143年会
    • 招待講演

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公開日: 2024-12-25  

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