Fluorescence-regulating techniques reveal translocation mechanisms of metabolism-related proteins

荧光调节技术揭示代谢相关蛋白的易位机制

基本信息

项目摘要

前年度までの研究で、遊離状態では非蛍光性で、PYPタグをラベル化することで、蛍光強度が上昇し、PYPタグが分解すると蛍光強度が低下するOFF-ON-OFF型蛍光プローブの開発に成功している。この蛍光プローブは、PYPタグのリガンドとして7-ヒドロキシクマリン、蛍光色素としてフルオレセイン、脱離基としてジニトロベンゼンを導入した構造を持つ。遊離状態では、脱離基と色素が会合し、コンタクトクエンチングを引き起こすが、ラベル化するとその会合が解消され蛍光強度が上昇する。一方、タンパク質が分解すると色素はリガンドと会合し蛍光強度が抑制される原理を持つ。この原理が、フルオレセイン以外の色素に対しても応用できるかどうかを検証した。色素として、TAMRA、およびRhodolをプローブに導入したところ、それぞれのプローブは、遊離状態では非蛍光性で、PYPタグをラベル化すると蛍光強度が上昇し、タンパク質分解により蛍光強度が再度減少することが分かった。本年度は、更に、環境応答性蛍光色素を有する7-ジメチルアミノクマリンをPYPタグリガンドとして、PYPタグとより効率的に共有結合し、蛍光強度が上昇したうえ、タンパク質の分解に伴い蛍光強度が低下するプローブの開発にも取り組んだ。このプローブのラベル化速度や安定性を上昇させるために、PYPタグの反応部位でもあるCysに結合する新たな反応基であるクロロメチルケトンを持つ分子を開発した。さらには、色素の明るさを向上させるために、クマリンのジメチルアミノ基をアゼチジンに変更したプローブの開発を行った。これらのプローブの有機合成を行い、PYPタグと反応するかを検証したところ、ラベル化反応が進行し、それに伴い蛍光強度が上昇することが分かった。以上の結果は、タンパク質のマルチカラーイメージングに展開し、新たなラベル化ツールを提供するものである。
Before the annual ま で の research で, free state で は non 蛍 light で, PYP タ グ を ラ ベ ル change す る こ と で, rising が し 蛍 light strength, PYP タ グ が decomposition す る と 蛍 low light intensity が す る OFF - ON - OFF 蛍 light プ ロ ー ブ の open 発 に successful し て い る. こ の 蛍 light プ ロ ー ブ は, PYP タ グ の リ ガ ン ド と し て 7 - ヒ ド ロ キ シ ク マ リ ン, 蛍 photopigment と し て フ ル オ レ セ イ ン, from と し て ジ ニ ト ロ ベ ン ゼ ン を import し つ を た structure. Free state で は, meet from base と pigment が し, コ ン タ ク ト ク エ ン チ ン グ を lead き up こ す が, ラ ベ ル change す る と そ meet の が null さ れ 蛍 light intensity が rise す る. Party, タ ン パ ク qualitative が decomposition す る と pigment は リ ガ ン ド meet と し 蛍 light intensity が inhibit さ れ る を hold つ principle. こ の principle が, フ ル オ レ セ イ ン outside の pigment に し seaborne て も 応 with で き る か ど う か を 検 card し た. Pigment と し て, TAMRA, お よ び Rhodol を プ ロ ー ブ に import し た と こ ろ, そ れ ぞ れ の プ ロ ー ブ は, free state で は non 蛍 light で, PYP タ グ を ラ ベ ル change す る と 蛍 light intensity が rise し, タ ン パ ク qualitative decomposition に よ り 蛍 light intensity が again reduce す る こ と が points か っ た. は this year, more に, environmental 応 answer sex を 蛍 light pigments have す る 7 - ジ メ チ ル ア ミ ノ ク マ リ ン を PYP タ グ リ ガ ン ド と し て, PYP タ グ と よ り に working rate of combining し, 蛍 light intensity が rise し た う え, タ ン パ ク qualitative に の decomposition with い 蛍 low light intensity が す る プ ロ ー ブ の open 発 に も group take り ん だ. こ の プ ロ ー ブ の ラ ベ ル rate rising や stability を さ せ る た め に, PYP タ グ の anti 応 parts で も あ る Cys に combining す る new た な anti 応 base で あ る ク ロ ロ メ チ ル ケ ト ン を hold つ molecular を open 発 し た. さ ら に は, pigment の Ming る さ を upward さ せ る た め に, ク マ リ ン の ジ メ チ ル ア ミ ノ base を ア ゼ チ ジ ン に - more し た プ ロ ー ブ の open 発 を line っ た. こ れ ら の プ ロ ー ブ の organic synthesis を い, PYP タ グ と anti 応 す る か を 検 card し た と こ ろ, ラ ベ ル turn against 応 が し, そ れ に with い 蛍 light intensity が rise す る こ と が points か っ た. Above の results は, タ ン パ ク qualitative の マ ル チ カ ラ ー イ メ ー ジ ン グ に し and new た な ラ ベ ル change ツ ー ル を provide す る も の で あ る.

项目成果

期刊论文数量(5)
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专利数量(0)
Fluorescent Labeling Probes that Selectively Recognize Intracellular/Cell-Surface Proteins
选择性识别细胞内/细胞表面蛋白质的荧光标记探针
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Yuichiro Hori;Miyako Nishiura;Kazuya Kikuchi
  • 通讯作者:
    Kazuya Kikuchi
Fluorescence Imaging of Endogenous Biomolecules Using Fluorogen/Protein Hybrid Probes
使用荧光剂/蛋白质混合探针对内源生物分子进行荧光成像
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Yuichiro Hori;Kazuya Kikuchi
  • 通讯作者:
    Kazuya Kikuchi
Bath University(英国)
巴斯大学(英国)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
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  • 通讯作者:
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堀 雄一郎其他文献

タンパク質ラベル化技術を用いたメチル化DNAの蛍光イメージング
使用蛋白质标记技术对甲基化 DNA 进行荧光成像
  • DOI:
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    井上 悠;長谷川靖司;宮地克真;山田貴亮;長谷部祐一;中田 悟,田中正彦;鈴木 亮;平嶋尚英;堀 雄一郎
  • 通讯作者:
    堀 雄一郎
発蛍光型スイッチ機能を有した蛋白質ラベル化技術の開発による細胞内標的分子イメージング
开发具有荧光开关功能的蛋白质标记技术进行细胞内靶分子成像
  • DOI:
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    堀 雄一郎;菊地 和也
  • 通讯作者:
    菊地 和也
Design of Fluorogenic Probe for Novel Labeling System Based on Protein Tag, Photoactive Yellow Protein
基于蛋白质标签、光活性黄色蛋白的新型标记系统荧光探针的设计
  • DOI:
  • 发表时间:
    2010
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    堀 雄一郎;則信 智也;中木 恭兵;菊地 和也
  • 通讯作者:
    菊地 和也
Chap. 25 of Advances in the Theory of Atomic and Molecular Systems, Conceptual and Computational Advances in Quantum Chemistry
第一章
  • DOI:
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    堀 雄一郎;菊地 和也;T. Matsui
  • 通讯作者:
    T. Matsui
発蛍光プローブによる次世代型タンパク質標識技術-化学アプローチに基づくタンパク質蛍光イメージングの新展開
使用荧光探针的下一代蛋白质标记技术——基于化学方法的蛋白质荧光成像新进展
  • DOI:
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    堀 雄一郎;菊地 和也
  • 通讯作者:
    菊地 和也

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  • DOI:
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  • 发表时间:
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Development of Semisynthetic Probe for Imaging ER stress
内质网应激成像半合成探针的开发
  • 批准号:
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  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
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ヒストン修飾に関わる酵素の活性を検出する蛍光プローブの開発
开发荧光探针来检测参与组蛋白修饰的酶的活性
  • 批准号:
    22651082
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 11.4万
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    01J03778
  • 财政年份:
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ACE2のユビキチン化を介したコロナウイルス感染機構の解明と創薬への挑戦
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栄養応答シグナル mTOR複合体2 を介した新規リソソーム活性制御機構の解明
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    2023
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    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
エンドサイトーシス受容体を介した周術期急性腎障害の慢性腎臓病への移行に関する検討
围术期急性肾损伤通过内吞受体向慢性肾脏病转变的研究
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    23K08334
  • 财政年份:
    2023
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    $ 11.4万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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