タンパク質化学修飾に基づくサブタイプ選択的ＰＰＩアゴニストの創出

基于蛋白质化学修饰创建亚型选择性 PPI 激动剂

基本信息

批准号：
17J01991
负责人：
糠塚祐希
金额：
$ 1.22万
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：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

ジャスモン酸応答は、植物ホルモン「ジャスモン酸イソロイシン（JA-Ile）」により引き起こされており、生長抑制や免疫応答など、食糧生産上からは“正”と“負”に相反する多様な活性が制御される。これはJA-Ile がCOI1 と互いに機能の異なる12 種類のJAZ という二種類のタンパク質間の相互作用（PPI）を、すべての組み合わせで誘導ことから説明されている。本研究では、COI1-JAZ 間のPPI が起こった時に、特定のJAZを化学修飾するラベル化剤を実現することで、JAZサブタイプ選択的なアゴニストの創出を目指した研究を展開した。反応性官能基を導入したリガンドを用いる受容体の標識化法開発に取り組んでいたが、努力にもかかわらずついに最後までこの戦略を成功させることは適わなかった。しかし、この戦略を別の目的に使用することで、植物ホルモン研究における画期的な技術の開発に繋がりうる戦略の端緒を得ることが出来た。申請者はCOI1-JAZ複合体の結晶構造とin silico計算によるホモロジーモデリングに基づき、JAZに対して反応性側鎖を有するシステインを導入したリコンビナントJAZタンパク質を設計した。また、同様にCOI1-JAZ間のタンパク質間相互作用を引き起こすリガンドであるコロナチンに対してシステイン選択席な反応性官能基を導入したラベル化剤を設計・合成した。設計したラベル化剤は、システインを導入していない野生型JAZに対してはアンタゴニスト活性を示すものの、システインを導入したJAZに対してはアゴニストとしてタンパク質間相互作用を引き起こすことがin vitroの検討から明らかになった。本知見は、植物ホルモン受容体のタンパク質間相互作用を選択的に制御する画期的な手法につながると期待できる。

茉莉酸反应是由植物激素“异亮氨酸（JA-ILE）”以及与“正”和“阴性”相反的各种活性引起的，该活动受到粮食生产的调节，例如抑制生长和免疫反应。这是通过以下事实来解释的：在所有组合中，Ja-ile诱导了两种蛋白质，12种不同的JAZ之间的相互作用（PPI），它们与COI1具有不同的功能。在这项研究中，我们开发了一项研究，旨在创造激动剂，通过实现标记剂的标记剂，当COI1和JAZ之间的PPIS化学修改特定的JAZ，从而有选择地修改JAZ亚型。尽管他们正在努力使用已与反应性官能团一起引入的配体标记受体的方法，尽管努力，但这种策略仍不适合最终取得成功，直到最后。但是，通过将此策略用于不同的目的，我们能够为一种策略提供一个起点，该策略可以导致植物激素研究中开发技术的发展。基于COI1-JAZ复合物的晶体结构和通过计算机计算中的同源性建模，申请人设计了一种重组JAZ蛋白，该蛋白引入了具有侧链对JAZ的侧链的半胱氨酸。同样，设计和合成了一个标记剂，其中引入了反应性官能团，该组被选为半胱氨酸针对冠蛋白，这是一种导致COI1和JAZ之间蛋白质蛋白质相互作用的配体。尽管设计的标记剂表现出对尚未引入半胱氨酸的野生型jaz的拮抗剂活性，但在体外研究中，它已经表明，它可能引起蛋白质 - 蛋白质相互作用，因为激动剂针对半胱氨酸介导的JAZ。这一发现有望导致一种开创性的方法来选择性地调节植物激素受体的蛋白质 - 蛋白质相互作用。