New aspect of the ubiquitin system: its enormous roles in protein regulation

金沢大学ナノ生命科学研究所タンパク質の翻訳後修飾の１つであるユビキチン化は、細胞内タンパク質の選択的分解、DNA修復、細胞周期、転写、翻訳、シグナル伝達、免疫などほぼすべての生命システム(細胞内プロセス)の制御に関与している。ユビキチン修飾に関する研究は、当初、生化学・分子生物学的手法を用いて進められ、これまでにユビキチン化を担う酵素群や標的となる基質タンパク質の同定などが行われてきた。しかし、ユビキチン化メカニズムを理解するためには、上述した研究手法だけでは不足で、ユビキチン化の動的分子プロセスをリアルタイムで観察することが必須の状況となっている。研究代表者は、高速原子間力顕微鏡(高速AFM)観察技術を用いて、ユビキチン修飾における構造ダイナミクスをリアルタイムで観察し、ユビキチン化に必須な各種酵素間の相互作用およびその際の構造変化や基質タンパク質上でのポリユビキチン鎖伸長の動的分子プロセスを明らかにすべく研究を遂行してきた。これまで、HECT型E3のドメイン部分の高速AFM観察を行い、これまでX線構造解析を中心とした構造生物学的手法により予想されていた大きな構造変化を溶液中で初めて検証することに成功した。ユビキチン化は、複数のユビキチン化関連酵素により行われているため、溶液中に混在するすべてのタンパク質が基板上に固定されると、分子間相互作用が阻害されてしまう。そこで、タグを導入したタンパク質のみを基板に固定させることに成功している。また、基板に固定した基質タンパク質にE3がユビキチンを付加できることも確認できた。これまで観察基板、固定条件、基板上でのユビキチン化反応の検証など、地道な観察条件の検討を重ねてきたが、後は実際にユビキチンが付加される瞬間を捉える段階にある。予備的なデータではあるが、E3が基質タンパク質に結合し、解離する様子をリアルタイムで可視化している。研究課題/領域番号:15H01177, 研究期間(年度):2015-04-01 – 2017-03-3

New aspect of the ubiquitin system : its enormous roles in protein regulation

金沢大学ナノ生命科学研究所ユビキチン化関連酵素の中でも実際にタンパク質にユビキチンを付加する役割を担っているE3のドメイン部分の高速AFM観察を行い、構造生物学的手法により予想されていた大きな構造変化をリアルタイムで検証することに成功した。これはE3のドメイン部分の構造変化をリアルタイムで観察した最初の事例である。さらに、ユビキチン化に必須な各種酵素の構造変化と集合・解離のダイナミクス、及び、それに伴う基質タンパク質のポリユビキチン鎖の伸長反応の高速AFM観察に取り組んだ。この過程で、複数のタンパク質のうち特定のタンパク質のみを選択的に基板上に固定化する必要が生じたため、アビジンとビオチンの強い結合親和性を利用した基盤修飾方法を確立した。研究課題/領域番号:25112507, 研究期間(年度):2013-04-01 – 2015-03-3

A Highly Sensitive Strain Sensor Using Surface Acoustic Wave and Its Evaluation for Wireless Battery-less Sensor Network

Proceedings of The 6th IEEE Conference on Sensors (SENSORS2007

Kitamura Electrophilic Fluorination Using HF as a Source of Fluorine

This review article focused on the innovative procedure for electrophilic fluorination using HF and in situ generation of the required electrophilic species derived from hypervalent iodine compounds. The areas of synthetic application of this approach include fluorination of 1,3-dicarbonyl compounds, aryl-alkyl ketones, styrene derivatives, α,β-unsaturated ketones and alcohols, homoallyl amine and homoallyl alcohol derivatives, 3-butenoic acids and alkynes.This research was funded by the National Natural Science Foundation of China (No. 21761132021), and IKERBASQUE, Basque Foundation for Science

Asymmetric Synthesis of N-Fmoc-(S)-7-aza-tryptophan via Alkylation of Chiral Nucleophilic Glycine Equivalent

Ni(II)-complexes, derived from glycine Schiff bases with chiral tridentate ligands, have been used as powerful tools for the synthesis of structurally diverse tailor-made amino acids. In this manuscript, asymmetric alkylation reaction between chiral nucleophilic glycine derived Ni-complex and 3-(chloromethyl)-1H-pyrrolo[2,3-b]pyridine has been developed under convenient conditions, which affords the corresponding alkylated Ni-complex in 74 % yield and excellent diastereoselectivity (only one isomer). This reaction features convenient conditions and completely controlled diastereoselectivity, which provides a highly valuable approach for asymmetric synthesis of 7-aza-tryptophan

Asymmetric Mannich reactions of (S)-N-tert-butylsulfinyl-3,3,3-trifluoroacetaldimines with yne nucleophiles

In the present work, arylethynes were studied as new C-nucleophiles in the asymmetric Mannich addition reactions with (S)-N-tert-butylsulfinyl-3,3,3-trifluoroacetaldimine. The reactions were conducted under operationally convenient conditions affording the corresponding Mannich adducts with up to 87% yield and 70:30 diastereoselectivity. The isomeric products can be separated using regular column chromatography to afford diastereomerically pure compounds. The purified Mannich addition products were deprotected to give the target enantiomerically pure trifluoromethylpropargylamines. A mechanistic rationale for the observed stereochemical outcome is discussedWe gratefully acknowledge the financial support from the National Natural Science Foundation of China (No. 21761132021) and Qing Lan Project of Jiangsu Province. IKERBASQUE, Basque Foundation for Science (for V. A. Soloshonok) is also acknowledged