触媒的タンパク質ラベル化法を利用したタンパク質間相互作用の網羅的解析法の開発

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本研究では細胞内におけるタンパク質間相互作用（PPI）の網羅的な解析を可能とする新規触媒的タンパク質ラベル化反応の開発を目指す。また開発した反応を用いて細胞内におけるPPIの網羅的解析法を確立し、シャペロンやキナーゼに対して適用することで、これらのタンパク質が関与する相互作用ネットワークを明らかにする。これまで、触媒的タンパク質ラベル化反応は、DMAP触媒とチオエステル、もしくはピリジニウムオキシム触媒とN-アシル-N-アルキルスルホンアミドを用いた触媒的アシル化反応を用いていた。しかし、これらで用いるアシル化剤は潜在的に求電子性を持っているため、非特異反応（触媒による活性化プロセスを経ない反応、つまり目的のタンパク質以外と反応）が進行してしまうため、抜本的な反応形式の変換に迫られている。今年度は遷移金属触媒を用いて、酸化還元反応により求電子性をスイッチングするアプローチで、触媒的タンパク質ラベル化を試みた。炭酸脱水酵素(CA)を用いて、テストチューブ中にて種々の金属触媒及び反応剤の検討をおこなった。金属触媒に関しては、中心金属をイリジウムとし、配位子は二座窒素系配位子よりも、ホスフィン系配位子、特に二座ホスフィンを用いた際に最も効率的にラベル化が進行した。また反応剤に関しては1-アジド-2-フルオロメチルベンゼンが最も効率良くラベル化が進行し、かつ非特異反応が軽減されることがわかった。続いて最適化された条件を元に、生細胞上に発現している内在CAに対して検討をおこなったところ、細胞表層のCAに対しては選択的にラベル化が進行するものの細胞内CAに対しては反応が進行しなかった。