フォトクロミックペプチドを用いた協調的生体連鎖反応のメカニカル制御

使用光致变色肽机械控制协同生物链反应

基本信息

批准号：
20044009
负责人：
井上将彦
金额：
$ 1.54万
依托单位：
University of Toyama
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究においては、ジアリールエテンをはじめとするフォトクロミック色素をペプチド鎖に導入し、生体分子間相互作用の光制御、さらにはそこから派生する協調的生体内連鎖反応のメカニカル制御を目指す。フォトクロミック色素の中でも極めて高い光安定性を示すジアリールエテンを骨格とするクロスリンク剤を開発し、これを用いて架橋ヘリカルペプチドを合成した。架橋直後においては、ジアリールエテン骨格は開環構造(無色)をとっており、架橋ペプチドは安定なα-ヘリックス構造を形成している。ここに紫外光を照射すると、ジアリールエテン骨格は開環構造(着色)へと異性化し、それに伴ってヘリックス構造は不安定化した。可視光を照射するとジアリールエテン骨格は開環構造へと異性化し、安定なヘリックス構造へ戻った。この光によるスイッチングは、ほとんど劣化することなく繰り返し行うことができた。この結果を踏まえて、DNA結合タンパクであるQ50Kの結合ドメイン(ヘリックス領域)をもとにジアリールエテン架橋ペプチドを作成し、DNAとの相互作用の光による制御を試みた。ゲル電気泳動によって相互作用の評価を行ったところ、架橋ペプチド(閉環構造)とDNAを混ぜるとDNA由来のバンドが減少し、DNAとの会合体由来のバンドが観測された。一方、非架橋ペプチドや架橋ペプチド(開環構造)を加えた場合、DNA由来のバンドはほとんど変化せず、新たなバンドも観測されなかった。以上の結果から、ジアリールエテンのフォトクロミズムをトリガーとして、生体分子間の相互作用を光制御できる道筋が示された。

在这项研究中，将光致变色染料（例如二二酰氨基甲烯）引入肽链中，旨在轻松控制分子内相互作用，并进一步控制从此产生的体内链反应的机械控制。开发了具有二焦甲烷作为骨链的交联剂，在光致变色染料中表现出极高的光稳定性，并使用此过程合成了交联的螺旋肽。交联后，日钟甲烯基链链立即具有开环的结构（无色），交联的肽形成稳定的α-螺旋结构。当其中照射紫外线时，将日焦甲基骨架异构化为开环结构（着色），并且螺旋结构变得不稳定。当暴露于可见光时，将日光甲烷骨架异构化为开环结构，返回到稳定的螺旋结构。可以重复这种灯切换而不会过多恶化。基于这些结果，基于Q50K的结合结构域（螺旋区）（一种DNA结合蛋白）创建了二二乙烯交联的肽，并试图通过光控制与DNA的相互作用。当通过凝胶电泳评估相互作用时，当混合了交联的肽（环闭合结构）和DNA时，降低了从DNA衍生的带，并观察到与DNA的关联得出的条带。另一方面，当添加非交联肽或交联的肽（开环结构）时，几乎没有改变DNA衍生的带，并且没有观察到新的频段。上面的结果显示了一种途径，该途径允许使用日焦乙烯的光更色素作为触发物进行生物分子之间的光控制相互作用。

项目成果

期刊论文数量（6）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

ジアリールエテンで架橋した短鎖ペプチドのヘリックス構造の光制御

二芳基乙烯交联短肽螺旋结构的光控

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
0
作者：
河合博和;藤本和久;井上将彦
通讯作者：
井上将彦

ジアリールエテン架橋ペプチドのDNA認識能の光制御

二芳基乙烯交联肽DNA识别能力的光调控

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
影响因子：
0
作者：
菊地あづさ;原田ゆかり;八木幹雄;守屋雄介;生方俊;横山泰;阿部二朗;H. Nakai;Y. Miyano;中井英隆;中井英隆;H. Nakai;宮野洋佑;中井英隆;宮野洋佑;鳥海幸四郎;H. Nakai;中井英隆;河合博和・藤本和久・井上将彦;河合博和・藤本和久・井上将彦
通讯作者：
河合博和・藤本和久・井上将彦

ジアリールエテン骨格を有する非天然アミノ酸の合成

具有二芳基乙烯骨架的非天然氨基酸的合成

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
0
作者：
岡田洋平;藤本和久;井上将彦
通讯作者：
井上将彦

ジアリールエテンの光異性化を利用したペプチドの二次構造制御

利用二芳基乙烯的光异构化控制肽的二级结构

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
0
作者：
河合博和;藤本和久;井上将彦
通讯作者：
井上将彦

生体分子間相互作用の制御を指向した光応答性ペプチドの開発

开发旨在控制生物分子相互作用的光响应肽

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
0
作者：
菊地あづさ;原田ゆかり;八木幹雄;守屋雄介;生方俊;横山泰;阿部二朗;H. Nakai;Y. Miyano;中井英隆;中井英隆;H. Nakai;宮野洋佑;中井英隆;宮野洋佑;鳥海幸四郎;H. Nakai;中井英隆;河合博和・藤本和久・井上将彦;河合博和・藤本和久・井上将彦;河合博和・岡田洋平・藤本和久・井上将彦
通讯作者：
河合博和・岡田洋平・藤本和久・井上将彦