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生命は生体分子と、分子夾雑下それらに介在する化学反応のネットワークから構成される。染色体タンパク質であるヒストンのリジン残基のアセチル化反応は重要な翻訳後修飾として生体内化学反応の代表であり、それによる遺伝子転写制御は重要な生体機能制御メカニズムである。生体はヒストンのアセチル化レベルをアセチル化および脱アセチル化を触媒する２つの酵素のバランスによって規定しており、酵素の不活性化によるヒストンアセチル化の減少は癌などの様々な疾患に、代謝経路を介したヒストンアセチル化およびアシル化の増加は疾患に対する抵抗性の獲得に、それぞれ関与することが示唆されている。従って、酵素が行うように、ヒストンアシル化を化学的に導入することが出来れば、新しい化学的な生体機能制御法・病態治療法になると期待されるが、現在そのような例は存在しない。これは、細胞内のような分子夾雑下において酵素非依存的に目的の化学反応を強力に進行させる化学が未熟であるからである。本研究では、生細胞内分子夾雑下で機能する人工化学触媒の論理的設計指針を見出すことによってヒストンのアシル化を酵素非依存的かつ強力に促進する人工化学触媒を開発し、それによる遺伝子転写を介した細胞機能制御という新機軸を世界に先駆けて確立することを目的とする。
これまでに、従来型の触媒DSHシステムを改善することによる細胞内タンパク質の選択的なアシル化反応の達成に成功している。また、DSHの速度論的解析を行うことで、分子夾雑下で強力に機能する触媒設計指針を見出すことに成功している。
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