蛋白質化学合成法を用いた修飾ヒストンの化学合成とその機能解明

利用蛋白质化学合成方法化学合成修饰组蛋白并阐明其功能

基本信息

批准号：
19J13608
负责人：
加茂直己
金额：
$ 1.47万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J13608/
关键词：
タンパク質化学合成有機金属触媒エピジェネティクス

项目摘要

2020年度では2019年度に開発したルテニウム触媒を用いたワンポットペプチド連結法を用いて、均質的に翻訳後修飾が導入されたヘテロクロマチンプロテイン1α(HP1α)を合成し、各修飾の機能を明らかにした。HP1αは、ヘテロクロマチン構造の形成、転写不活性化に寄与することが知られており、クロマチンの動的変化を理解するためには、タンパク質化学合成法による修飾入りHP1αの化学合成、その翻訳後修飾の機能解明が必要となる。191アミノ酸から構成されるHP1αを5つのペプチド断片へと分割し、それぞれ固相合成法により合成を行った。連続的にペプチド断片の連結とルテニウム触媒による脱保護反応を繰り返すことで4つのペプチド断片をワンポットでつなげ、脱硫反応と銀錯体による脱保護を行った後、残りのペプチド断片を連結し全長HP1αを得た。確立された合成ルートに基づき先行研究で報告されていたリン酸化、アセチル化、ユビキチン化が導入されたHP1αを合成し、計7種類のHP1αバリアントの化学合成を達成した。次にHP1αとDNAとの相互作用における各翻訳後修飾の影響を調べた。アッセイの結果、HP1αのN末端領域のセリン11,12,13,14番目におけるリン酸化によりDNAに対する結合力が無修飾に比べて6倍以上低下することがわかった。他の位置におけるリン酸化やアセチル化、ユビキチン化ではこのような顕著な結合力低下は観察されなかった。更に、動的光散乱法による測定によりN末端セリンのリン酸化が存在する場合ではHP1αとDNAとの凝集体の形成が抑制されることがわかった。これらの発見は均質的に翻訳後修飾が導入されたHP1αを合成しアッセイすることで初めて判明したことである。本研究は、Chemical Science誌へ論文発表しており、複数の国内学会でも発表した。

2020年，我们利用2019年开发的钌催化一锅肽连接方法合成了具有均一翻译后修饰的异染色质蛋白1α（HP1α），并阐明了各个修饰的功能。已知HP1α有助于异染色质结构的形成和转录失活，为了了解染色质的动态变化，需要利用蛋白质化学合成方法化学合成修饰的HP1α，并在其翻译后进行阐明。修改的功能。 HP1α由191个氨基酸组成，被分成5个肽片段，每个肽片段均通过固相合成法合成。通过依次重复肽片段的连接和使用钌催化剂的脱保护反应，将四个肽片段连接在一锅中，然后使用银络合物进行脱硫反应和脱保护，将剩余的肽片段连接起来，得到全长HP1α。它。根据既定的合成路线，合成了前期研究中引入的磷酸化、乙酰化和泛素化的HP1α，总共化学合成了7个HP1α变体。接下来，我们研究了每个翻译后修饰对 HP1α 和 DNA 之间相互作用的影响。测定结果发现，与未修饰的相比，HP1α N 端区域丝氨酸位置 11、12、13 和 14 的磷酸化使其与 DNA 的结合能力降低了 6 倍以上。其他位置的磷酸化、乙酰化或泛素化并未观察到如此显着的结合强度下降。此外，使用动态光散射的测量表明，当 N 末端丝氨酸磷酸化存在时，HP1α 和 DNA 之间聚集体的形成受到抑制。这些发现是首次通过合成和分析均质引入翻译后修饰的 HP1α 来实现。该研究发表在《化学科学》杂志上，并在多个国内会议上发表。