【研究分野】生物分子科学

【研究領域課題番号】23681047 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

アザ電子環状反応 / 糖鎖 / 天然 / プローブ / タンパク質 / 蛍光 / イメージング / 糖タンパク質 / アミノ基接着プローブ / 糖ペプチド / 歪み解消二重クリック反応 / 生細胞 / 6π-アザ電子環状反応 / シンセティックバイオロジー / 癌転移 / 細胞表層標識 / PET

【研究成果の概要】

報告者が開発した高速反応を用いて、温和な条件下で癌細胞表面を蛍光標識し、マウスに導入して、非侵襲的な分子イメージングで癌転移を可視化した。特に、細胞表層糖鎖遺伝子を操作した癌細胞について転移を検討し、糖鎖構造に起因する癌転移への影響を生きた動物レベルで検証した。一方、同様の高速反応を用いて、細胞表面に様々な糖鎖やPETイメージングのポジトロン放出核種を効率的に導入する手法を確立した。さらに、細胞表面の特定の分子を選択的に反応させる技術を確立し、生体内で標的の細胞に対して標識や糖鎖導入できる可能性を見出した。

【研究種目】若手研究(A)

【研究期間】2011-04-01 - 2015-03-31

【配分額】27,690千円 (直接経費: 21,300千円、間接経費: 6,390千円)

【研究分野】形態・構造

【研究領域課題番号】17657022 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

植物 / 花粉管 / ガイダンス / 胚珠 / 糖タンパク質 / 花粉管ガイダンス / 助細胞 / 受精能獲得 / 細胞間コミュニケーション / タンパク質

【研究成果の概要】

花粉管に受精能を与えるAMOR(AMOR ; Activation Molecule for Response Capability)タンパク質を同定し、その生理生化学的性質を明らかにした。花粉管は雌蕊から2段階の制御を受ける。すなわち、花柱組織で未知の仕組みによる第一段階の制御を受けた花粉管が、さらに胚珠に由来するAMORの作用で反応性を獲得する。AMORの分画・精製を進めたところ、胚珠の胞子体組織から分泌される平均分子量70kDaのタンパク質であることを見出し、電気泳動後に目的バンドを切り出して活性を確認した。AMORは強い熱耐性を持つ。興味深いことに、当初糖タンパク質(AGP)と思われたAMORは、AGPsと複合体を形成して花粉管に作用することが明らかとなった。タバコの自家不和合性においても、細胞間シグナリングに関わる,RNaseが雌蕊組織から分泌され、糖タンパク質に覆われる形で花粉管に作用することが示唆されており、雌蕊内部での細胞間シグナリングの重要なメカニズムを反映しているのかも知れない。AMOR自体には糖鎖がついていないことが示唆された。さらに、花1万個からのAMORの精製および質量分析による解析を試みたが、シグナルが弱く、同定には至らなかった。そこで、花12万個を用いた精製を行うことを決め、花13万個以上からのサンプルの回収を達成した。今後、この試料をもとにAMOR遺伝子の同定ならびに受精能獲得の分子機構解明が進められることが期待される。

【研究種目】萌芽研究

【研究期間】2005 - 2006

【配分額】3,500千円 (直接経費: 3,500千円)

【研究分野】広領域

【研究領域課題番号】06305006 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

蛋白質 / X線結晶解析 / 蛋蛋白質 / 糖蛋白質 / 抗体 / 結晶化 / 三次元構造 / 構造生物学 / X線結晶構造解析 / 膜蛋白質 / 蛋白質三次元構造 / 結晶構造 / 生体高分子 / X線回折法 / 分子生物学

【研究成果の概要】

蛋白質の機能の解明と応用の研究を進展させるため、蛋白質の三次元構造の研究の分担を通じ、X線結晶解析の方法の新展開と、蛋白質の機能構造の迅速な研究体制の構築を本研究の目的とした。
平成6〜7年度の計画として、1 アミノ酸改変蛋白質、2 各種プロテアーゼとその阻害剤との複合体、3 アミラーゼ等とその阻害蛋白質、4 核酸および核酸を認識する蛋白質、5 抗原を認識する抗体と抗原複合体 6 膜蛋白質、結晶化法、7 ウイルス等の巨大分子単位、その直接解析法、8 アミノ酸改変蛋白質の産製と迅速解析法、9 高速高精度なX線回折データ測定法、10 X線異常分散を利用する解析法、11 迅速な自動分子置換構造解析システムの構築、12 糖蛋白質の結晶化と解析の手法、13 溶液NMR情報を用いるX線解析法など、蛋白質構造の解析と、新解析手法の開発と構築に関する研究を行い、これらに関する成果を得た。
研究の成果として、系統化した結晶化法と結晶化用の試料調製法に基づいて、膜蛋白質bovine cytochrome coxidaseと糖蛋白質human renal dipeptidaseの解析に成功した。高精度データ測定の装置システムとソフトウェアCa等の異常分散効果の利用法、多波長異常分散法による直接解析法、自動分子置換解析法などを開発・構築したキメラ酵素の作成とその構造の解析、酵素の耐熱化の機構の研究、トリプシン族の酵素とその阻害剤との複合体の解析、解糖系等の酵素およびその阻害蛋白質の解析、抗体のFvとFabのフラグメントと抗原ハプテンとの複合体の解析などを行ない、成果を公表した。
方法論的展開と研究者間の連携と協力をはかる研究の骨子を達成するため、公開の研究会を2回開催し、研究の進捗と成果を取りまとめた研究中間報告書を6年度に、さらに、研究成果報告書を7年度に印刷し、配布した

【研究種目】総合研究(A)

【研究期間】1994 - 1995

【配分額】9,300千円 (直接経費: 9,300千円)

【研究分野】高分子物性・高分子材料

【研究領域課題番号】62430019 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

高分解能NMR / 高分子の高次構造 / 蛋白質 / ポリペプチド / 酵素 / シクロデキストリン / 糖蛋白質 / 人工酵素 / ^1HーNMR / ^<13>CーNMR / ^2HーNMR / イオノホア / コンホメーション / 水素結合 / 高次構造 / 高分子 / ^1HーNMMR / ペプチド / 遺伝子

【研究成果の概要】

この研究は、高分解能NMR法を主手段として生物活性を持つ高分子の種々の環境のもとでの高次構造を決定し、機能との関係を明らかにすることを目的として昭和62年度から平成元年度までの3年間にわたり実施した。主たる研究対象として(1)糖蛋白質、(2)酵素と人工酵素、(3)蛋白質モデル化合物を選び、初年度には溶液用の、2年目には固体用の高分解能NMR装置を導入し、溶液状態および固体状態でのそれぞれの高次構造を解析し、機能を解明した。研究成果の概要は以下の通り(カッコ内は分担研究者名)。課題(1)では極地の海に住む魚の血液凍結を防止する活性を持つ糖蛋白質のモデルとして、ガラクトサミン基結合スレオニン残基を含む数種のオリゴ糖ペプチドを合成し、高次構造、糖-ペプチド間相互作用などを調べ、不凍化活性発現の機構を推定した(中條,井上)。課題(2)では化学修飾基としてヒスタミン基を持つシクロデキストリン(CD)がキモトリプシン類似の触媒活性を持つことを明らかにし(戸田)、また単糖または二糖を枝として持つ分岐CDの基質認識機能における枝の役割を明らかにした(山本)。さらに結合蛋白質プロテインAとメタピロカテ-ゼを融合した蛋白質を遺伝子工学的に合成し、発現蛋白質が両蛋白質の機能を併せ持つことを認めた(相沢)。課題(3)ではポリ-γ-ベンジル-L-グルタメ-トについて高次構造の安定化に対する側鎖間相互作用の役割を明らかにし(安部)、ポリ-L-グルタミン酸塩の溶液中の構造に対する対イオンの効果を検討した(小見山)。また天然イオノホアのモデルとしてのカルボン酸型ポリエ-テルのアルカリ金属錯体の溶液中の構造をH-NMR化学シフトから検討した(中浜)。さらに固体状態の種々のペプチドおよび蛋白質トロポミオシンの高次構造を固体高分解能NMRから得られる化学シフトに基づいて検討した(安藤)。

【研究種目】一般研究(A)

【研究期間】1987 - 1989

【配分額】38,200千円 (直接経費: 38,200千円)