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研究チーム

二木 史明

Team

ステープルペプチドの作出と細胞内導入

二木 史明

研究分担者 二木 史明

京都大学化学研究所生体機能設計化学研究領域 教授
http://www.scl.kyoto-u.ac.jp/~bfdc/index.html

研究概要

私達の研究室では機能性ペプチド、特に細胞膜と相互作用する機能性ペプチドの創出に取り組んできました。オリゴアルギニンペプチドを用いたペプチド・タンパク質の細胞内導入法の開発とその細胞内移行機序の解析(Acc. Chem. Res. 2017)に加え、最近では、エンドサイトーシスを活性化する新しいタイプの細胞内送達ペプチドの開発(Nat. Chem. 2017)やステープルペプチドの細胞内移行機序の解析(Mol. Pharm. 2018)に携わっています。
本研究では、ユビキチン修飾と認識タンパク質の相互作用阻害手法を確立し、ユビキチン研究に有力な新解析ツールを導入することを狙い、ステープルペプチドの作出を担当します。in vitroで高活性であっても、細胞移行性の低さから期待の細胞内効果が得られない場合があることがステープルペプチド開発の問題点の一つとなっています。私達の開発した細胞内導入法を応用してこの問題の解決を図るとともに、本領域で作出するケミカルツールによる細胞機能制御解析の実現を目指します。また、細胞内透過性を有するステープルペプチドの合理的作出法に関しても検討したく思っています。

研究概要を示す模式図

研究概要を示す模式図

代表的な論文

  1. Sakagami, K., Masuda, T., Kawano, K., and *Futaki, S. (2018) Importance of net hydrophobicity in the cellular uptake of all-hydrocarbon stapled peptides. Mol. Pharm. 15, 1332-1340.
    doi: 10.1021/acs.molpharmaceut.7b01130.
  2. Azuma, Y., Imai, H., Kawaguchi, Y., Nakase, I., Kimura, H., and *Futaki, S. (2018) Modular redesign of a cationic lytic peptide to promote the endosomal escape of biomacromolecules. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 57, 12771-12774.
    doi: 10.1002/anie.201807534.
  3. *Futaki, S. and Nakase, I. (2017) Cell-surface interactions on arginine-rich cell-penetrating peptides allow for multiplex modes of internalization. Acc. Chem. Res. 50, 2449-2456.
    doi: 10.1021/acs.accounts.7b00221.
  4. Akishiba, M., Takeuchi, T., Kawaguchi, Y., Sakamoto, K., Yu, H.H., Nakase, I., Takatani-Nakase, T., Madani, F., Gräslund, A., and *Futaki, S. (2017) Cytosolic antibody delivery by lipid-sensitive endosomolytic peptide. Nat. Chem. 9, 751-761.
    doi: 10.1038/nchem.2779.
  5. Murayama, T., Masuda, T., Afonin, S., Kawano, K., Takatani-Nakase, T., Ida, H., Takahashi, Y., Fukuma, T., Ulrich. A.S., and *Futaki, S. (2017) Loosening of lipid packing promotes oligoarginine entry into cells. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 56, 7644-7647.
    doi: 10.1002/anie.201703578.