RIES

Research Institute for Electronic Science, Hokkaido University

北海道大学
電子科学研究所

LAST UPDATE 2017/02/25

  • 研究者氏名
    Researcher Name

    松尾和哉 Kazuya MATSUO
    助教 Assistant Professor
  • 所属
    Professional Affiliation

    北海道大学電子科学研究所
    Research Institute for Electronic Science, Hokkaido University

    物質科学研究部門 スマート分子材料研究分野
    Material and Molecular Sciences - Laboratory of Smart Molecules
  • 研究キーワード
    Research Keywords

    生体関連化学
    モータータンパク質
    フォトクロミズム
    バイオコンジュゲーション化学
    Biofunctional Chemistry
    Motor Proteins
    Photochromism
    Bioconjugation Chemistry
研究テーマ
Research Subject
モータータンパク質の光ケミカルバイオロジー
Photochemical biology of motor proteins

研究の背景 Background

キネシンやミオシン、ダイニンなどのモータータンパク質は、ATP加水分解の化学的エネルギーを力学的な運動エネルギーへと変換するタンパク質であり、細胞内物質輸送、筋収縮、鞭毛運動など多岐にわたる機能を担っている。これらの運動制御・機能改変によって生体内の物質輸送やシグナル経路、生物個体の運動を人為的にコントロールし、生命現象を解明したり、創薬へ展開しようとする試みが盛んに行われています。

Motor proteins including kinesin, myosin and dynein convert the chemical energy derived from ATP hydrolysis into mechanical energy for movement. They exhibit divergent functions such as cargo transportation in cells, muscle contraction and flagellar motility in vivo. Researchers actively try to control and/or manipulate their abilities of substance transportation, signaling modulator and movement, in order to elucidate the basic biological phenomena and develop new drug candidates.

研究の目標 Outcome

化学的手法を用いてモータータンパク質に機能性小分子(特にアゾベンゼンなどのフォトクロミック分子)を特異的に修飾し、その運動や機能を光で制御・改変することを目指しています。ピンポイントに時空間制御が可能な「光」を用いることで、試験管レベルだけでなく、一細胞あるいは個体レベルでもモータータンパク質の運動を精密に制御し、モータータンパク質が関与する生命現象の解明に寄与します。

The main objective of my research is the development of photo-controllable motor proteins, and photo-responsive groups, especially photochromic molecules like azobenzene are specifically introduced to motor proteins using chemical labeling method. Light illumination, which is spatiotemporally controllable with pinpoint accuracy, helps the strict control of their motility not only in vitro but also in single cell or living organisms (in vivo). These works will contribute to the clarification of basic biological phenomena mediated by motor proteins.

研究図Research Figure

Fig.1. Photoisomerization of azobenzeneFig.2. Schematic illustration of the photocontrol of chemically modified motor proteins in cells

文献 / Publications

Chemoselective and Bioorthogonal Ligation Reactions: Concepts and Applications, Wiley-VCH, in press.
特願 2014-029863, Chem. Sci. 4, 2573-3580 (2013), 生化学, 83, 920-929 (2011)

研究者HP