Chemical regulation of intrinsically disordered proteins in animal and plant cells

ストレス応答などの細胞の恒常性を維持する仕組みを理解するうえで、天然変性たんぱく質および領域(IDP, IDR)の自在な制御を可能とする分子基盤の確立が欠かせない。本研究では、IDPとIDRのたんぱく質間相互作用を標的とした阻害剤および安定化剤を有機合成化学的に創出し、動植物細胞を用いて化合物の機能を評価することを目的とする。2021年度は、概日時計に関連するIDPを対象とした共有結合阻害剤の探索と14-3-3たんぱく質isoform選択的な蛍光標識薬の合理設計と合成を検討した。前者については、親電子反応性置換基を有する合成分子ライブラリを合成し、我々が開発したDNAとの複合体形成を蛍光偏光変化で検出するin vitro結合試験系を用いてスクリーニングした。その結果、概日時計転写因子のシステインに不可逆的に反応してヘテロ2量化を阻害する化合物を見出すことに成功した。後者については、ジテルペン配糖体天然物フシコクシンが14-3-3とリン酸化リガンドと安定な3者会合体を形成する性質に着目し、グルコース部位の選択的化学修飾によりアクリルアミド基と蛍光基を導入した化合物を設計し合成した。活性評価の結果、化合物が複合体形成依存的に、14-3-3sigma isoformに特徴的なCys38選択的に共有結合形成反応することを明らかにし、14-3-3sigma選択的な蛍光標識化を達成することに成功した。以上、本研究で得た化合物は、細胞内で機能する概日周期変調剤の開発のリード化合物として、また14-3-3sigma生物機能の解明に資するツールとして応用が期待される。

ストレス応答などの細胞の恒常性を維持する仕組みを理解するうえで、天然変性たんぱく質および領域(IDP, IDR)の自在な制御を可能とする分子基盤の確立が欠かせない。本研究では、IDPとIDRのたんぱく質間相互作用を標的とした阻害剤および安定化剤を有機合成化学的に創出し、動植物細胞を用いて化合物の機能を評価することを目的とする。2021年度は、概日時計に関連するIDPを対象とした共有結合阻害剤の探索と14-3-3たんぱく質isoform選択的な蛍光標識薬の合理設計と合成を検討した。前者については、親電子反応性置換基を有する合成分子ライブラリを合成し、我々が開発したDNAとの複合体形成を蛍光偏光変化で検出するin vitro結合試験系を用いてスクリーニングした。その結果、概日時計転写因子のシステインに不可逆的に反応してヘテロ2量化を阻害する化合物を見出すことに成功した。後者については、ジテルペン配糖体天然物フシコクシンが14-3-3とリン酸化リガンドと安定な3者会合体を形成する性質に着目し、グルコース部位の選択的化学修飾によりアクリルアミド基と蛍光基を導入した化合物を設計し合成した。活性評価の結果、化合物が複合体形成依存的に、14-3-3sigma isoformに特徴的なCys38選択的に共有結合形成反応することを明らかにし、14-3-3sigma選択的な蛍光標識化を達成することに成功した。以上、本研究で得た化合物は、細胞内で機能する概日周期変調剤の開発のリード化合物として、また14-3-3sigma生物機能の解明に資するツールとして応用が期待される。