バイオ・化学部 応用化学科

小野慎 研究室

ONO SHIN
LABORATORY

セリンプロテアーゼのホスホネート型特異的阻害剤を利用した部位選択的化学修飾法の開発

酵素は生命の中で化学反応を促進するタンパク質で、生命活動には不可欠である。タンパク質を分解する酵素の一種にセリンプロテアーゼがある。セリンプロテアーゼの活性中心に結合する分子(阻害剤)を利用して、活性中心周辺に外部から特定の分子を導入する方法を開発した。酵素に他の分子を導入したり(化学修飾)、構造を変えたりすることで、新たな触媒作用や分子認識能を発揮するタンパク質の創造に挑戦している。

キーワード

  • 酵素
  • 化学修飾
  • 触媒作用
  • 分子認識能

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研究紹介

RESEARCH

ジフェニルホスホネート阻害剤の立体構造はキモトリプシンの選択的化学修飾反応に影響する

研究内容

ジフェニルホスホネート型阻害剤を利用してキモトリプシンのLys175に選択的に外部から分子を導入することができます.しかしこれまでは,ジフェニルホスホネート阻害剤部分は鏡像異性体(R体とS体があります)の混合物を使っていました.キモトリプシンはこれらの鏡像異性体を別の分子として認識することが知られていて,鏡像異性体の一方は化学修飾反応に有利に促進しても,他方は反応性が低く有効に働かないと予測されていました.
 そこで,ジフェニルホスホネート阻害剤部分の鏡像異性体のR体とS体をそれぞれ含む分子を合成して,キモトリプシンに対する化学修飾反応の収率を比べてみました.その結果,R体のジフェニルホスホネート阻害剤を含む分子がキモトリプシンと速く反応することがわかり,その有用性が示されました.今後の研究では,R体nジフェニルホスホネート阻害剤を大いに利用して新規なタンパク質を創ることを目指しています.

配向を制御した酵素複合体を創り新しい分子認識システムを構築する

研究内容

アミノアルキルジフェニルホスホネート誘導体は、セリンプロテアーゼの活性Ser残基と特異的に反応する不可逆性阻害剤として知られています。研究室では、アミノ酸のフェニルアラニン(Phe)の構造と類似した1-amino-2-phenylethylphosphonateをペプチド誘導体化することでLys側鎖に反応する化学修飾分子を設計し、キモトリプシンの活性部位周辺に存在するLys175に選択的に外来分子を導入する方法を開発して研究を続けています。次の挑戦では,この方法を応用してキモトリプシンを利用した新しい分子認識システムの構築を目指しています。キモトリプシンの配向を制御して2量化することを目的に、キモトリプシンのLys175を標的にした化学修飾分子の構造と性質を基にして、2量化分子を設計しています。天然にはHIV-1プロテアーゼなど2量体で機能する酵素やタンパク質がいくつも存在するため、キモトリプシンの配向を制御して2量化することで、新たな分子認識表面の構築が期待できます。

教員紹介

TEACHERS

小野慎  教授・博士(理学)

鹿児島県甲南高校出身

略歴

九州大学理学部化学科卒。同大学大学院理学研究科化学専攻修士課程修了。同大学大学院理学研究科化学専攻後期博士課程中途退学(2年在籍)。1989年熊本工業大学(現崇城大学)工学部応用微生物工学科助手、1992年富山大学工学部助手(この間ジョージア工科大学留学)、同講師、助教授、准教授を経て、2014年本学教授就任。

専門分野

専門:生体機能関連化学(ペプチド化学・タンパク質化学・酵素化学)、生化学
論文・著書:Site-selective Chemical Modification of Chymotrypsin Using a Peptidyl Diphenyl 1-Amino-2-phenylethylphosphonate Derivative(Chem.Lett.2013,42,860)
その他専門情報:ペプチド合成、HPLC分析、タンパク質やペプチドの質量分析

横顔

机の前に座っているよりも実験で手を動かすのが好きなので、研究室内をよく歩き回ります。実験やアイデアを空想したりする時間を大切にしています。一方で、学生が研究を通じて成長していく姿を見るのも好きで、その後でワイワイとおいしい物を食べて飲んで一緒に話ができれば最高です。ソフトボールもやります。

趣味

読書は比較的好きで、中国の春秋戦国時代や楚漢戦争時代に活躍した人々を題材にした小説をついつい読んでしまいます(宮城谷昌光や司馬遼太郎が好み)。他にカラオケや下手なギターでフォークソングを歌います。

近況

九州出身・富山経由で2014年から本学の一員となりました。講義や実験に慣れつつ、研究環境を整えるのに多少の時間がかかると思います。その一方で新しい環境や学生たちとの出会いを通じて、自らも成長できるのではないかと期待しています。タンパク質を標的にして新たな機能を創り出す工夫をしたいと思います。

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