オルガネラ代謝物の化学標識による時空間メタボローム解析

使用细胞器代谢物的化学标记进行时空代谢组分析

基本信息

批准号：
21H02058
负责人：
田村朋則
金额：
$ 11.23万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02058/
关键词：
オルガネラメタボロミクス代謝物

项目摘要

2021年度はミトコンドリア内代謝物を標的としたOrganelle-targeting Reactive Molecule (ORM)の開発を行った。ミトコンドリアはTCA回路、酸化的リン酸化、脂肪酸ベータ酸化など、様々な代謝を担うオルガネラであり、本手法の有用性を検証する上で適したオルガネラであると言える。ORMのミトコンドリア局在モチーフとして膜電位依存的にミトコンドリアに局在することが知られるローダミン誘導体を採用し、様々な官能基(アミン、カルボン酸、アルデヒド、ケトン、チオールなど)を有する代謝物の化学標識を実現するために、多様な反応基を連結したORM試薬を合成した。本年度は特に光反応基の検討を進め、フェニルアジド、ベンゾフェノン、ジアジリンといった光反応基を有するローダミン誘導体を合成した。合成したORMを培養細胞に処置し、ライブイメージングやLC-MS解析によって、オルガネラターゲッティング能、反応効率、反応選択性等を評価した。初期検討の結果、ORMはミトコンドリアに特異的に局在し、光照射によっていくつかの代謝物に対する標識が進行することが確認された。特に脂肪酸類が同定されたことから、ミトコンドリア内代謝物の選択的な標識が進行していることが示唆された。また、本年度はオルガネラ内のホスファチジルコリンを選択的に標識する技術を応用してホスファチジルコリンの代謝を制御する遺伝子の網羅的スクリーニングを行った。

在2021财年，我们开发了靶向线粒体代谢物的细胞器靶向反应性分子（ORM）。线粒体是负责多种新陈代谢的细胞器，包括TCA循环，氧化磷酸化和脂肪酸β氧化，可以说是适合验证该方法有用性的细胞器。使用膜的潜在依赖性方式将已知已知与线粒体定位为ORM的线粒体定位基序的罗丹明衍生物，并合成了与各种反应性基团相关的ORM试剂，以实现具有各种功能组的化学标记（胺，羧酸含量），卵形酸，卵黄酸盐等（氨基酸等），孔酸盐，孔酸盐，肯特蛋白酶，孔。今年，我们一直在研究光电反应性基团，并合成含有光电反应性基团（例如苯唑，苄苯酮和重氮酶）的若丹明衍生物。通过培养细胞处理合成的ORM，并通过实时成像和LC-MS分析评估细胞器靶向能力，反应效率，反应选择性等。初步研究证实，ORMS专门定位于线粒体，并且在几种代谢产物的标记中，光照射会进展。特别是，脂肪酸的鉴定表明线粒体代谢产物的选择性标记正在进行中。此外，今年，我们将一项技术应用于Organelle中的磷脂酰胆碱，以全面的筛选基因调节磷脂酰胆碱代谢。