標的タンパク質の立体特異的リガンド認識を利用したマメ科植物就眠運動の分子機構解明に関する研究

利用靶蛋白立体特异性配体识别阐明豆类睡眠运动分子机制的研究

• 批准号: 10J03237
• 负责人: 猪俣 翔
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J03237/
• 关键词: 分子プローブ; リンカー; 標的タンパク質; 就眠運動; 標識化; ビアリールリンカー; 剛直性; 分子プローブ法; CuAAC

就眠運動の分子機構解明を目指し,モデル植物であるアメリカネムノキの就眠運動を制御する内因生理活性物質β-グルコピラノシル-12-ヒドロキシジャスモン酸カリウムを基盤とした分子プローブを設計・合成し,その標的タンパク質MTGJの効率的標識化および精製を目指し研究を行ってきた.前年度までに,リンカー構造にトリアゾール-フェニル(TAzP)型ビアリール構造を含む分子プローブを開発し、これが従来用いてきた分子プローブと比較して約20倍もの標的タンパク質標識化効率を示すことを見出した.これは,ビアリール構造に起因する剛直なリンカーが、嵩高い分子タグをファーマコフォアから空間的に引き離すことで,分子プローブ-標的タンパク質間相互作用が強まったことが原因であると考察した。本年度はこの知見を活かし、リンカーの分子構造と分子プローブの性能の相関を明らかにし,さらなる高性能分子プローブの開発の開発を目指すこととした.リンカー部位の剛直性を比較するコントロールとして,トリアゾール基とフェニル基を炭化水素鎖(C2H4)で連結した分子プローブ,および分子プローブに広く用いられるオリゴエチレングリコールリンカーを導入した分子プローブをそれぞれ合成した,また,剛直性を保ち,更に平面性と分子全体の極性を高めたトリアゾール-キノリン(TAzQ)構造を有する分子プローブを合成し,これらとTAzP型プローブとMTGJ標識化効率を比較した.その結果,合成した各種プローブはTAzP型プローブに比べ標識化効率が著しく低下した.炭化水素鎖を挿入したプローブ,およびオリゴエチレングリコールを導入したプローブとの比較結果から,TAzP型分子プローブの高い標識化性能は,リンカー部位の剛直性が大きく寄与していることが示唆された.また同じビアリール構造を有するTAzQ型プローブがほとんど標識化性能を示さなかったことに関しては,分子プローブの水溶性の違いによる物と考察した.TAzQ型はTAzP型に比べClogP法および逆相HPLCの保持時間から極性は高いものの、その飽和濃度はTAzP型の4分の1程度であった.橋本らは,分子の平面性や対称性を崩すことで分子の水溶性が向上することを報告している.そこで,DFT計算を用いたコンフォメーション解析を行い,TAzP型とTAzQ型のビアリール結合の二面角を調べたところ,TAzP型はややねじれた構造を取っているのに対し,TAzQ型は平面性を保った構造を有することが明らかになった.このような最安定構造の違いから二つのプローブは水溶液中で異なる状態を取り,結果として標識化効率に差が現れたものと推測された.以上の結果から,申請者が開発したTAzPリンカーは簡便に合成可能かつ高い標識化性能を付与することができる優れたリンカーであることが示唆された.

To clarify the molecular mechanism of sleep movement, the internal physiological active substance β-glucuronidase-12-glucuronidase was designed, synthesized, labeled and refined for the molecular mechanism of sleep movement in plants. In the past year, the structure of the compound was developed with molecular weight, and the molecular weight of the compound was about 20 times higher than that of the target. The reason why the molecular structure is so rigid and rigid is investigated. This year, we have seen the development of molecular structure and molecular properties of high-performance molecules, and pointed out the development of high-performance molecules. The rigidity of the carbon atoms is compared with that of the carbon atoms (C2H4), and the rigidity of the carbon atoms is preserved. More planar molecules with high polarity (TAzQ) structure have molecular synthesis, TAzP type and MTGJ identification efficiency. As a result, the synthesis of various kinds of TAzP-type proteins has been reduced. The comparison results show that TAzP-type molecules have high labeling performance, and the straightness of different parts of TAzP-type molecules has been greatly improved. TAzQ type ClogP method and reverse phase HPLC retention time are high polarity and saturation concentration is 4 min/1 min for TAzP type. Hashimoto said that the planarity and symmetry of molecules were not stable, and the water solubility of molecules was not stable. The DFT calculation is carried out by using the dihedral angle of TAzP type and TAzQ type. The most stable structure of this kind is found in different states in aqueous solution, and the difference of identification efficiency is inferred. As a result, the applicant has developed a TAzP solution that is easy to synthesize and high in identification performance.

项目成果

"Click-made" biaryl-linker improving efficiency in protein labelling for the membrane target protein of a bioactive compound

“点击制作”联芳基连接体提高了生物活性化合物膜靶蛋白的蛋白质标记效率

• 发表时间: 2010
• 期刊: Organic & Biomolecular Chemistry
• 影响因子: 3.2
• 作者: Yoko Nakamura;Sho Inomata;Makoto Ebine;Yoshiyuki Manabe;Izumi Iwakura;Minoru Ueda
• 通讯作者: Minoru Ueda

マメ科植物の就眠運動を探る-Click chemistryを用いた高性能分子プローブの開発-

探索豆类的睡眠运动 - 利用点击化学开发高性能分子探针 -

• 发表时间: 2011
• 作者: 猪俣翔;海老根真琴;上田実
• 通讯作者: 上田実

CuAAC型分子プローブを用いたLCF標的タンパク質の効率的標識化

使用 CuAAC 型分子探针有效标记 LCF 靶蛋白

• 发表时间: 2010
• 作者: 猪俣翔;中村葉子;海老根真琴;向井誠;上田実
• 通讯作者: 上田実

ビアリール連結型高性能分子プローブを用いたジャスモン酸グルコシド標的タンパク質の効率的標識化

使用联芳基连接的高性能分子探针有效标记茉莉酸葡萄糖苷靶蛋白

• 发表时间: 2010
• 作者: 猪俣翔;中村葉子;海老根真琴;岩倉いずみ;上田実
• 通讯作者: 上田実

〓probe and its efficiency in affinity labeling of a target protein for jasmonate

〓探针及其亲和标记茉莉酸靶蛋白的效率

• DOI: 10.1016/j.bmcl.2012.10.124
• 发表时间: 2013
• 期刊: Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters
• 影响因子: 2.7
• 作者: Tamura S;Inomata S;Ebine M;Genji T;Iwakura I;Mukai M;Shoji M;Sugai T;Ueda M
• 通讯作者: Ueda M