2024/09/23 更新

写真a

ハヤシ ゴウスケ
林 剛介
HAYASHI Gosuke
所属
大学院工学研究科 生命分子工学専攻 分子生命化学 准教授
大学院担当
大学院工学研究科
学部担当
工学部 化学生命工学科
職名
准教授
連絡先
メールアドレス
外部リンク

学位 1

  1. 博士(理学) ( 2009年3月   大阪大学 ) 

研究キーワード 3

  1. ペプチド化学

  2. タンパク質化学合成

  3. エピジェネティクス

研究分野 3

  1. ナノテク・材料 / 生体化学

  2. ナノテク・材料 / 生物分子化学

  3. ナノテク・材料 / 生体化学

経歴 13

  1. 名古屋大学   工学研究科 生命分子工学専攻   准教授

    2019年3月 - 現在

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    国名:日本国

  2. 名古屋大学   工学研究科 生命分子工学専攻   准教授

    2019年3月 - 現在

  3. 名古屋大学   大学院工学研究科 生命分子工学専攻 分子生命化学   准教授

    2019年3月 - 現在

  4. 東京大学   工学系研究科 化学生命工学専攻   助教授

    2013年2月 - 2019年2月

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    国名:日本国

  5. 東京大学   工学系研究科 化学生命工学専攻   助教

    2013年2月 - 2019年2月

  6. 東京大学   先端科学技術研究センター   助教授

    2012年6月 - 2013年1月

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    国名:日本国

  7. 東京大学   先端科学技術研究センター   特任助教

    2012年6月 - 2013年1月

  8. ボストン大学   バイオメディカル工学専攻   博士研究員(日本学術振興会 特別研究員PDおよび海外特別研究員)

    2011年2月 - 2012年5月

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    国名:日本国

  9. ボストン大学   バイオメディカル工学専攻   博士研究員(日本学術振興会 特別研究員PDおよび海外特別研究員)

    2011年2月 - 2012年5月

  10. 東京大学   先端科学技術研究センター   博士研究員(日本学術振興会 特別研究員PD)

    2009年4月 - 2011年2月

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    国名:日本国

  11. 東京大学   先端科学技術研究センター   博士研究員(日本学術振興会 特別研究員PD)

    2009年4月 - 2011年2月

  12. 大阪大学   理学研究科 化学専攻   日本学術振興会 特別研究員DC1

    2006年4月 - 2009年3月

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    国名:日本国

  13. 大阪大学   理学研究科 化学専攻   日本学術振興会 特別研究員DC1

    2006年4月 - 2009年3月

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学歴 6

  1. 大阪大学   理学研究科   化学専攻

    2006年4月 - 2009年3月

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    国名: 日本国

  2. 大阪大学   理学研究科   化学専攻

    2006年4月 - 2009年3月

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    国名: 日本国

  3. 京都大学   工学研究科   合成・生物化学専攻

    2004年4月 - 2006年3月

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    国名: 日本国

  4. 京都大学   工学研究科   合成・生物化学専攻

    2004年4月 - 2006年3月

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    国名: 日本国

  5. 京都大学   工学部   工業化学科

    2000年4月 - 2004年3月

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    国名: 日本国

  6. 京都大学   工学部   工業化学科

    2000年4月 - 2004年3月

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    国名: 日本国

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所属学協会 10

  1. 日本化学会

  2. 日本生化学会

  3. 日本分子生物学会

  4. 日本ケミカルバイオロジー学会

  5. 日本エピジェネティクス研究会

  6. 日本生化学会

  7. 日本化学会

  8. 日本分子生物学会

  9. 日本ケミカルバイオロジー学会

  10. 日本エピジェネティクス研究会

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受賞 16

  1. 有機合成化学奨励賞

    2021年   有機合成化学協会  

  2. 若い世代の特別講演賞

    2020年3月   日本化学会  

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    受賞区分:国内学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国:日本国

  3. 若い世代の特別講演賞

    2020年3月   日本化学会  

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    受賞区分:国際学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国:日本国

  4. 有機合成化学協会 研究企画賞

    2020年   有機合成化学協会  

  5. 日本ペプチド学会 奨励賞

    2019年11月   日本ペプチド学会  

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    受賞区分:国内学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国:日本国

  6. 日本ペプチド学会 奨励賞

    2019年11月   日本ペプチド学会  

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    受賞区分:国際学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国:日本国

  7. 日本エピジェネティクス研究会 奨励賞

    2018年3月   日本エピジェネティクス研究会  

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    受賞区分:国内学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国:日本国

  8. 日本エピジェネティクス研究会 奨励賞

    2018年3月   日本エピジェネティクス研究会  

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    受賞区分:国際学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国:日本国

  9. バイオ関連化学シンポジウム 講演賞

    2017年9月   日本化学会  生体機能関連化学部会、バイオテクノロジー部会  

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    受賞区分:国内学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国:日本国

  10. バイオ関連化学シンポジウム 講演賞

    2017年9月   日本化学会 生体機能関連化学部会、バイオテクノロジー部会  

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    受賞区分:国際学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国:日本国

  11. 日本化学会優秀講演賞(学術)

    2017年3月   日本化学会  

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    受賞区分:国内学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国:日本国

  12. 日本化学会優秀講演賞(学術)

    2017年3月   日本化学会  

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    受賞区分:国際学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国:日本国

  13. Outstanding Young Researcher Poster Presentation Award

    2010年12月   PACIFICHEM2010  

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    受賞区分:国際学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国:日本国

  14. Outstanding Young Researcher Poster Presentation Award

    2010年12月   PACIFICHEM2010  

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    受賞区分:国内外の国際的学術賞  受賞国:日本国

  15. Poster Award in 4th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry

    2005年9月   日本核酸化学会  

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    受賞区分:国際学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国:日本国

  16. Poster Award in 4th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry

    2005年9月   日本核酸化学会  

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    受賞区分:国内外の国際的学術賞  受賞国:日本国

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論文 66

  1. H3K4me1 recruits DNA repair proteins in plants

    Quiroz, D; Oya, S; Lopez-Mateos, D; Zhao, K; Pierce, A; Ortega, L; Ali, A; Carbonell-Bejerano, P; Yarov-Yarovoy, V; Suzuki, S; Hayashi, G; Osakabe, A; Monroe, G

    PLANT CELL   36 巻 ( 6 ) 頁: 2410 - 2426   2024年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Plant Cell  

    DNA repair proteins can be recruited by their histone reader domains to specific epigenomic features, with consequences on intragenomic mutation rate variation. Here, we investigated H3K4me1-associated hypomutation in plants. We first examined 2 proteins which, in plants, contain Tudor histone reader domains: PRECOCIOUS DISSOCIATION OF SISTERS 5 (PDS5C), involved in homology-directed repair, and MUTS HOMOLOG 6 (MSH6), a mismatch repair protein. The MSH6 Tudor domain of Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) binds to H3K4me1 as previously demonstrated for PDS5C, which localizes to H3K4me1-rich gene bodies and essential genes. Mutations revealed by ultradeep sequencing of wild-type and msh6 knockout lines in Arabidopsis show that functional MSH6 is critical for the reduced rate of single-base substitution (SBS) mutations in gene bodies and H3K4me1-rich regions. We explored the breadth of these mechanisms among plants by examining a large rice (Oryza sativa) mutation data set. H3K4me1-associated hypomutation is conserved in rice as are the H3K4me1-binding residues of MSH6 and PDS5C Tudor domains. Recruitment of DNA repair proteins by H3K4me1 in plants reveals convergent, but distinct, epigenome-recruited DNA repair mechanisms from those well described in humans. The emergent model of H3K4me1-recruited repair in plants is consistent with evolutionary theory regarding mutation modifier systems and offers mechanistic insight into intragenomic mutation rate variation in plants.

    DOI: 10.1093/plcell/koae089

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    PubMed

  2. Optineurin provides a mitophagy contact site for TBK1 activation

    Yamano, K; Sawada, M; Kikuchi, R; Nagataki, K; Kojima, W; Endo, R; Kinefuchi, H; Sugihara, A; Fujino, T; Watanabe, A; Tanaka, K; Hayashi, G; Murakami, H; Matsuda, N

    EMBO JOURNAL   43 巻 ( 5 ) 頁: 754 - 779   2024年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:EMBO Journal  

    Tank-binding kinase 1 (TBK1) is a Ser/Thr kinase that is involved in many intracellular processes, such as innate immunity, cell cycle, and apoptosis. TBK1 is also important for phosphorylating the autophagy adaptors that mediate the selective autophagic removal of damaged mitochondria. However, the mechanism by which PINK1-Parkin-mediated mitophagy activates TBK1 remains largely unknown. Here, we show that the autophagy adaptor optineurin (OPTN) provides a unique platform for TBK1 activation. Both the OPTN-ubiquitin and the OPTN-pre-autophagosomal structure (PAS) interaction axes facilitate assembly of the OPTN-TBK1 complex at a contact sites between damaged mitochondria and the autophagosome formation sites. At this assembly point, a positive feedback loop for TBK1 activation is initiated that accelerates hetero-autophosphorylation of the protein. Expression of monobodies engineered here to bind OPTN impaired OPTN accumulation at contact sites, as well as the subsequent activation of TBK1, thereby inhibiting mitochondrial degradation. Taken together, these data show that a positive and reciprocal relationship between OPTN and TBK1 initiates autophagosome biogenesis on damaged mitochondria.

    DOI: 10.1038/s44318-024-00036-1

    Web of Science

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    PubMed

  3. One-pot ligation of multiple peptide segments via N-terminal thiazolidine deprotection chemistry.

    Nakamura G, Nakatsu K, Hayashi G

    Methods in enzymology   698 巻   頁: 169 - 194   2024年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Methods in Enzymology  

    Peptide ligation chemistries have revolutionized the synthesis of proteins with site-specific modifications or proteomimetics through assembly of multiple peptide segments. In order to prepare polypeptide chains consisting of 100–150 amino acid residues or larger generally assembled from three or more peptide segments, iterative purification process that decreases the product yield is usually demanded. Accordingly, methodologies for one-pot peptide ligation that omit the purification steps of intermediate peptide segments have been vigorously developed so far to improve the efficiency of chemical protein synthesis. In this chapter, we first outline the concept and recent advances of one-pot peptide ligation strategies. Then, the practical guideline for the preparation of peptide segments for one-pot peptide ligation is described with an emphasis on diketopiperazine thioester synthesis. Finally, we disclose the explicit protocols for one-pot four segment ligation via repetitive deprotection of N-terminal thiazolidine by a 2-aminobenzamide type aldehyde scavenger.

    DOI: 10.1016/bs.mie.2024.04.020

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  4. Contributions of histone tail clipping and acetylation in nucleosome transcription by RNA polymerase II

    Oishi, T; Hatazawa, S; Kujirai, T; Kato, J; Kobayashi, Y; Ogasawara, M; Akatsu, M; Ehara, H; Sekine, SI; Hayashi, G; Takizawa, Y; Kurumizaka, H

    NUCLEIC ACIDS RESEARCH   51 巻 ( 19 ) 頁: 10364 - 10374   2023年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Nucleic Acids Research  

    The N-terminal tails of histones protrude from the nucleosome core and are target sites for histone modifications, such as acetylation and methylation. Histone acetylation is considered to enhance transcription in chromatin. However, the contribution of the histone N-terminal tail to the nucleosome transcription by RNA polymerase II (RNAPII) has not been clarified. In the present study, we reconstituted nucleosomes lacking the N-terminal tail of each histone, H2A, H2B, H3 or H4, and performed RNAPII transcription assays. We found that the N-terminal tail of H3, but not H2A, H2B and H4, functions in RNAPII pausing at the SHL(-5) position of the nucleosome. Consistently, the RNAPII transcription assay also revealed that the nucleosome containing N-terminally acetylated H3 drastically alleviates RNAPII pausing at the SHL(-5) position. In addition, the H3 acetylated nucleosome produced increased amounts of the run-off transcript. These results provide important evidence that the H3 N-terminal tail plays a role in RNAPII pausing at the SHL(-5) position of the nucleosome, and its acetylation directly alleviates this nucleosome barrier.

    DOI: 10.1093/nar/gkad754

    Web of Science

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  5. Large-scale analysis of mRNA sequences localized near the start and amber codons and their impact on the diversity of mRNA display libraries

    Umemoto, S; Kondo, T; Fujino, T; Hayashi, G; Murakami, H

    NUCLEIC ACIDS RESEARCH   51 巻 ( 14 ) 頁: 7465 - 7479   2023年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Nucleic Acids Research  

    Extremely diverse libraries are essential for effectively selecting functional peptides or proteins, and mRNA display technology is a powerful tool for generating such libraries with over 1012-1013 diversity. Particularly, the protein-puromycin linker (PuL)/mRNA complex formation yield is determining for preparing the libraries. However, how mRNA sequences affect the complex formation yield remains unclear. To study the effects of N-terminal and C-terminal coding sequences on the complex formation yield, puromycin-attached mRNAs containing three random codons after the start codon (32768 sequences) or seven random bases next to the amber codon (6480 sequences) were translated. Enrichment scores were calculated by dividing the appearance rate of every sequence in protein-PuL/mRNA complexes by that in total mRNAs. The wide range of enrichment scores (0.09-2.10 for N-terminal and 0.30-4.23 for C-terminal coding sequences) indicated that the N-terminal and C-terminal coding sequences strongly affected the complex formation yield. Using C-terminal GGC-CGA-UAG-U sequences, which resulted in the highest enrichment scores, we constructed highly diverse libraries of monobodies and macrocyclic peptides. The present study provides insights into how mRNA sequences affect the protein/mRNA complex formation yield and will accelerate the identification of functional peptides and proteins involved in various biological processes and having therapeutic applications.

    DOI: 10.1093/nar/gkad555

    Web of Science

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  6. Thiocholine-Mediated One-Pot Peptide Ligation and Desulfurization

    Suzuki, S; Nakajima, Y; Kamo, N; Osakabe, A; Okamoto, A; Hayashi, G; Murakami, H

    MOLECULES   28 巻 ( 9 )   2023年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Molecules  

    Thiol catalysts are essential in native chemical ligation (NCL) to increase the reaction efficiency. In this paper, we report the use of thiocholine in chemical protein synthesis, including NCL-based peptide ligation and metal-free desulfurization. Evaluation of thiocholine peptide thioester in terms of NCL and hydrolysis kinetics revealed its practical utility, which was comparable to that of other alkyl thioesters. Importantly, thiocholine showed better reactivity as a thiol additive in desulfurization, which is often used in chemical protein synthesis to convert Cys residues to more abundant Ala residues. Finally, we achieved chemical synthesis of two differently methylated histone H3 proteins via one-pot NCL and desulfurization with thiocholine.

    DOI: 10.3390/molecules28093655

    Web of Science

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    PubMed

  7. Structural basis for the unique multifaceted interaction of DPPA3 with the UHRF1 PHD finger.

    Hata K, Kobayashi N, Sugimura K, Qin W, Haxholli D, Chiba Y, Yoshimi S, Hayashi G, Onoda H, Ikegami T, Mulholland CB, Nishiyama A, Nakanishi M, Leonhardt H, Konuma T, Arita K

    Nucleic acids research   50 巻 ( 21 ) 頁: 12527 - 12542   2022年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1093/nar/gkac1082

    PubMed

  8. Structural basis for the unique multifaceted interaction of DPPA3 with the UHRF1 PHD finger

    Hata K., Kobayashi N., Sugimura K., Qin W., Haxholli D., Chiba Y., Yoshimi S., Hayashi G., Onoda H., Ikegami T., Mulholland C.B., Nishiyama A., Nakanishi M., Leonhardt H., Konuma T., Arita K.

    Nucleic acids research   50 巻 ( 21 ) 頁: 12527 - 12542   2022年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Nucleic acids research  

    Ubiquitin-like with PHD and RING finger domain-containing protein 1 (UHRF1)-dependent DNA methylation is essential for maintaining cell fate during cell proliferation. Developmental pluripotency-associated 3 (DPPA3) is an intrinsically disordered protein that specifically interacts with UHRF1 and promotes passive DNA demethylation by inhibiting UHRF1 chromatin localization. However, the molecular basis of how DPPA3 interacts with and inhibits UHRF1 remains unclear. We aimed to determine the structure of the mouse UHRF1 plant homeodomain (PHD) complexed with DPPA3 using nuclear magnetic resonance. Induced α-helices in DPPA3 upon binding of UHRF1 PHD contribute to stable complex formation with multifaceted interactions, unlike canonical ligand proteins of the PHD domain. Mutations in the binding interface and unfolding of the DPPA3 helical structure inhibited binding to UHRF1 and its chromatin localization. Our results provide structural insights into the mechanism and specificity underlying the inhibition of UHRF1 by DPPA3.

    DOI: 10.1093/nar/gkac1082

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  9. Structural basis for the unique multifaceted interaction of DPPA3 with the UHRF1 PHD finger

    Hata Keiichi, Kobayashi Naohiro, Sugimura Keita, Qin Weihua, Haxholli Deis, Chiba Yoshie, Yoshimi Sae, Hayashi Gosuke, Onoda Hiroki, Ikegami Takahisa, Mulholland Christopher B., Nishiyama Atsuya, Nakanishi Makoto, Leonhardt Heinrich, Konuma Tsuyoshi, Arita Kyohei

    NUCLEIC ACIDS RESEARCH   50 巻 ( 21 ) 頁: 12527 - 12542   2022年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1093/nar/gkac1082

    Web of Science

  10. Structural basis for the unique multifaceted interaction of DPPA3 with the UHRF1 PHD finger

    Hata Keiichi, Kobayashi Naohiro, Sugimura Keita, Qin Weihua, Haxholli Deis, Chiba Yoshie, Yoshimi Sae, Hayashi Gosuke, Onoda Hiroki, Ikegami Takahisa, Mulholland Christopher B., Nishiyama Atsuya, Nakanishi Makoto, Leonhardt Heinrich, Konuma Tsuyoshi, Arita Kyohei

    NUCLEIC ACIDS RESEARCH     2022年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1093/nar/gkac1082

    Web of Science

  11. Repetitive Thiazolidine Deprotection Using a Thioester-Compatible Aldehyde Scavenger for One-Pot Multiple Peptide Ligation 国際誌

    Nakatsu, K; Okamoto, A; Hayashi, G; Murakami, H

    ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION   61 巻 ( 39 ) 頁: e202206240   2022年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Angewandte Chemie - International Edition  

    Strategies for one-pot peptide ligation enable chemists to access synthetic proteins at a high yield in a short time. Herein, we report a novel one-pot multi-segments ligation strategy using N-terminal thiazolidine (Thz) peptide and a newly designed formaldehyde scavenger. Among the designed 2-aminobenzamide-based aldehyde scavengers, 2-amino-5-methoxy-N′,N′-dimethylbenzohydrazide (AMDBH) can remarkably convert Thz into unprotected cysteine at pH 4.0. Furthermore, AMDBH degrades Thz at a considerably low rate at pH 7.5, and thioester degradation caused by this scavenger is negligible. As a result, we have developed an efficient one-pot peptide ligation strategy by simply repetitively changing the pH with AMDBH. Finally, we synthesize mono-ubiquitinated histone H2A.Z (209 amino acids) via AMDBH-mediated one-pot four-segment peptide ligation in good yield.

    DOI: 10.1002/anie.202206240

    Web of Science

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    PubMed

  12. One-pot peptide ligation mediated by 2-aminobenzamide-type aldehyde scavengers

    Nakatsu, K; Okamoto, A; Murakami, H; Hayashi, G

    JOURNAL OF PEPTIDE SCIENCE   28 巻   2022年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Web of Science

  13. Peptide selenoester synthesis via diketopiperazine formation

    Hayashi, G; Hashimoto, M; Nakatsu, K; Murakami, H

    JOURNAL OF PEPTIDE SCIENCE   28 巻   2022年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Web of Science

  14. Monobodies with potent neutralizing activity against SARS-CoV-2 Delta and other variants of concern

    Kondo, T; Matsuoka, K; Umemoto, S; Fujino, T; Hayashi, G; Iwatani, Y; Murakami, H

    LIFE SCIENCE ALLIANCE   5 巻 ( 6 )   2022年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Life Science Alliance  

    Neutralizing antibodies against the severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) are useful for patients’ treatment of the coronavirus disease 2019 (COVID-19). We report here affinity maturation of monobodies against the SARS-CoV-2 spike protein and their neutralizing activity against SARS-CoV-2 B.1.1 (Pango v.3.1.14) as well as four variants of concern. We selected matured monobodies from libraries with multi-site saturation mutagenesis on the recognition loops through in vitro selection. One clone, the C4-AM2 monobody, showed extremely high affinity (KD < 0.01 nM) against the receptor-binding domain of the SARS-CoV-2 B.1.1, even in monomer form. Furthermore, the C4-AM2 monobody efficiently neutralized the SARS-CoV-2 B.1.1 (IC50 = 46 pM, 0.62 ng/ml), and the Alpha (IC50 = 77 pM, 1.0 ng/ml), Beta (IC50 = 0.54 nM, 7.2 ng/ml), Gamma (IC50 = 0.55 nM, 7.4 ng/ml), and Delta (IC50 = 0.59 nM, 8.0 ng/ml) variants. The obtained monobodies would be useful as neutralizing proteins against current and potentially hazardous future SARS-CoV-2 variants.

    DOI: 10.26508/lsa.202101322

    Web of Science

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    PubMed

    CiNii Research

  15. Construction of a Highly Diverse mRNA Library for <i>in vitro</i> Selection of Monobodies

    Kondo, T; Eguchi, M; Tsuzuki, N; Murata, N; Fujino, T; Hayashi, G; Murakami, H

    BIO-PROTOCOL   11 巻 ( 16 ) 頁: e4125   2021年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Bio-protocol  

    Recently, we developed transcription/translation coupled with the association of puromycin linker (TRAP) display as a quick in vitro selection method to obtain antibody-like proteins. For the in vitro selection, it is important to prepare mRNA libraries among which the diversity is high. Here, we describe a method for the preparation of monobody mRNA libraries with greater than 1013 theoretical diversity. First, we synthesized two long single-stranded DNAs that corresponded to fragments of monobody DNA, with random codons in the BC and FG loops. These oligonucleotides were ligated by T4 DNA ligase with the support of guide oligonucleotides containing 3′ ends that were protected by a modification. After amplifying the product DNAs by PCR, one end of each DNA fragment was digested with the type II restriction enzyme BsaI, and the resulting DNA fragments were ligated using T4 DNA ligase. After amplification of the DNA product, mRNAs were synthesized by T7 RNA polymerase. This method is simple and could be used for the preparation of mRNA libraries for various antibody-like proteins.

    DOI: 10.21769/BioProtoc.4125

    Web of Science

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    PubMed

  16. Base-resolution analysis of 5-hydroxymethylcytidine by selective oxidation and reverse transcription arrest

    Koyama, K; Hayashi, G; Ueda, H; Ota, S; Nagae, G; Aburatani, H; Okamoto, A

    ORGANIC & BIOMOLECULAR CHEMISTRY   19 巻 ( 29 ) 頁: 6478 - 6486   2021年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Organic and Biomolecular Chemistry  

    While 5-hydroxymethylcytidine in RNA (hm5C) is associated with cellular development and differentiation, its distribution and biological function remain largely unexplored because suitable detection methods are lacking. Here, we report a base-resolution sequencing method forhm5C in RNA by applying peroxotungstate-mediated chemical conversion ofhm5C to trihydroxylated thymine (thT). Reverse transcription by SuperScript III terminated at thethT site, probably because of its unnatural nucleobase structure producing truncated cDNA. Consequently, base-resolution analysis of thehm5C sites in RNA was achieved with both Sanger sequencing and Illumina sequencing analysis by comparing sequencing data before and after peroxotungstate treatment.

    DOI: 10.1039/d1ob00995h

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  17. Silyl-protected propargyl glycine for multiple labeling of peptides by chemoselective silyl-deprotection

    Kamo, N; Hayashi, G; Okamoto, A

    TETRAHEDRON LETTERS   73 巻   2021年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Tetrahedron Letters  

    We synthesized Fmoc-propargyl glycine derivatives bearing different silyl protecting groups that can be readily introduced by using a standard solid-phase peptide coupling procedures. Taking advantage of the orthogonality between the different silyl protecting groups, chemoselective incorporation of functional molecules into a 19-mer peptide through click reactions was demonstrated.

    DOI: 10.1016/j.tetlet.2021.153093

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  18. Organoruthenium-catalyzed chemical protein synthesis to elucidate the functions of epigenetic modifications on heterochromatin factors†

    Kamo, N; Kujirai, T; Kurumizaka, H; Murakami, H; Hayashi, G; Okamoto, A

    CHEMICAL SCIENCE   12 巻 ( 16 ) 頁: 5926 - 5937   2021年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Chemical Science  

    The application of organometallic compounds for protein science has received attention. Recently, total chemical protein synthesis using transition metal complexes has been developed to produce various proteins bearing site-specific posttranslational modifications (PTMs). However, in general, significant amounts of metal complexes were required to achieve chemical reactions of proteins bearing a large number of nucleophilic functional groups. Moreover, syntheses of medium-size proteins (>20 kDa) were plagued by time-consuming procedures due to cumbersome purification and isolation steps, which prevented access to variously decorated proteins. Here, we report a one-pot multiple peptide ligation strategy assisted by an air-tolerant organoruthenium catalyst that showed more than 50-fold activity over previous palladium complexes, leading to rapid and quantitative deprotection on a protein with a catalytic amount (20 mol%) of the metal complex even in the presence of excess thiol moieties. Utilizing the organoruthenium catalyst, heterochromatin factors above 20 kDa, such as linker histone H1.2 and heterochromatin protein 1α (HP1α), bearing site-specific PTMs including phosphorylation, ubiquitination, citrullination, and acetylation have been synthesized. The biochemical assays using synthetic proteins revealed that the citrullination at R53 in H1.2 resulted in the reduced electrostatic interaction with DNA and the reduced binding affinity to nucleosomes. Furthermore, we identified a key phosphorylation region in HP1α to control its DNA-binding ability. The ruthenium chemistry developed here will facilitate the preparation of a variety of biologically and medically significant proteins containing PTMs and non-natural amino acids.

    DOI: 10.1039/d1sc00731a

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  19. cDNA TRAP display for rapid and stable <i>in vitro</i> selection of antibody-like proteins

    Kondo, T; Eguchi, M; Kito, S; Fujino, T; Hayashi, G; Murakami, H

    CHEMICAL COMMUNICATIONS   57 巻 ( 19 ) 頁: 2416 - 2419   2021年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Chemical Communications  

    We developed a cDNA TRAP display for the rapid selection of antibody-like proteins in various conditions. By modifying the original puromycin linker in the TRAP display, a monobody was covalently attached to the cDNA. As a proof-of-concept, we demonstrated a rapid model selection of an anti-EGFR1 monobody in a solution containing ribonuclease.

    DOI: 10.1039/d0cc07541h

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  20. Acetylation-modulated communication between the H3 N-terminal tail domain and the intrinsically disordered H1 C-terminal domain

    Hao, FF; Murphy, KJ; Kujirai, T; Kamo, N; Kato, J; Koyama, M; Okamato, A; Hayashi, G; Kurumizaka, H; Hayes, JJ

    NUCLEIC ACIDS RESEARCH   48 巻 ( 20 ) 頁: 11510 - 11520   2020年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Nucleic Acids Research  

    Linker histones (H1s) are key structural components of the chromatin of higher eukaryotes. However, the mechanisms by which the intrinsically disordered linker histone carboxy-terminal domain (H1 CTD) influences chromatin structure and gene regulation remain unclear. We previously demonstrated that the CTD of H1.0 undergoes a significant condensation (reduction of end-to-end distance) upon binding to nucleosomes, consistent with a transition to an ordered structure or ensemble of structures. Here, we show that deletion of the H3 N-terminal tail or the installation of acetylation mimics or bona fide acetylation within H3 N-terminal tail alters the condensation of the nucleosome-bound H1 CTD. Additionally, we present evidence that the H3 N-tail influences H1 CTD condensation through direct protein-protein interaction, rather than alterations in linker DNA trajectory. These results support an emerging hypothesis wherein the H1 CTD serves as a nexus for signaling in the nucleosome.

    DOI: 10.1093/nar/gkaa949

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  21. l-DNA-tagged fluorescence<i>in situ</i>hybridization for highly sensitive imaging of RNAs in single cells

    Ogata, M; Hayashi, G; Ichiu, A; Okamoto, A

    ORGANIC & BIOMOLECULAR CHEMISTRY   18 巻 ( 40 ) 頁: 8084 - 8088   2020年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Organic and Biomolecular Chemistry  

    We report an effective fluorescence in situ hybridization strategy, named l-DNA tagged FISH (LT-FISH), for highly sensitive RNA detection in fixed cultured cells. LT-FISH includes two-step hybridization processes with a l-d chimera oligonucleotide probe and a fluorescence-labeled PCR product tethering a l-DNA tag. The degree of fluorescence enhancement, depending on the length of PCR products, was up to 14-fold when the 606 bp product was used. Endogenous mRNA and miRNA in cancer cells were visualized by utilizing this l-DNA-mediated signal amplification technique.

    DOI: 10.1039/d0ob01635g

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  22. Toolbox for chemically synthesized histone proteins

    Nakatsu, K; Hayashi, G; Okamoto, A

    CURRENT OPINION IN CHEMICAL BIOLOGY   58 巻   頁: 10 - 19   2020年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Current Opinion in Chemical Biology  

    Histone post-translational modifications play significant roles in gene regulation processes. Among many approaches, chemical protein synthesis has been a successful and promising method for the preparation of homogeneous products of site-specifically modified histones for elucidation of their biological significance. In this short review, we describe the recent advances in synthetic toolbox for histone proteins such as thioester precursors, chemical ubiquitination, and one-pot peptide ligation.

    DOI: 10.1016/j.cbpa.2020.04.016

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  23. Antibody-like proteins that capture and neutralize SARS-CoV-2

    Kondo, T; Iwatani, Y; Matsuoka, K; Fujino, T; Umemoto, S; Yokomaku, Y; Ishizaki, K; Kito, S; Sezaki, T; Hayashi, G; Murakami, H

    SCIENCE ADVANCES   6 巻 ( 42 )   2020年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Science Advances  

    To combat severe acute respiratory syndrome–related coronavirus 2 (SARS-CoV-2) and any unknown emerging pathogens in the future, the development of a rapid and effective method to generate high-affinity antibodies or antibody-like proteins is of critical importance. We here report high-speed in vitro selection of multiple high-affinity antibody-like proteins against various targets including the SARS-CoV-2 spike protein. The sequences of monobodies against the SARS-CoV-2 spike protein were successfully procured within only 4 days. Furthermore, the obtained monobody efficiently captured SARS-CoV-2 particles from the nasal swab samples of patients and exhibited a high neutralizing activity against SARS-CoV-2 infection (half-maximal inhibitory concentration, 0.5 nanomolar). High-speed in vitro selection of antibody-like proteins is a promising method for rapid development of a detection method for, and of a neutralizing protein against, a virus responsible for an ongoing, and possibly a future, pandemic.

    DOI: 10.1126/sciadv.abd3916

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  24. Fmoc-Compatible and C-terminal-Sequence-Independent Peptide Alkyl Thioester Formation Using Cysteinylprolyl Imide

    Nakatsu, K; Yanase, M; Hayashi, G; Okamoto, A

    ORGANIC LETTERS   22 巻 ( 12 ) 頁: 4670 - 4674   2020年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Organic Letters  

    We report an Fmoc-compatible and external-thiol-free method of peptide C-terminus thioesterification with cysteinylprolyl imide. The newly synthesized structure, i.e., cysteinylprolyl-thiazolidinone, provided high conversion and sequence-independent fast kinetics (90 min) in the diketopiperazine thioester formation under relatively mild conditions: pH 6.0, 37 °C. Employing this thioesterification method, we synthesized histone H3.2 bearing K56 acetylation.

    DOI: 10.1021/acs.orglett.0c01450

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  25. Novel Strategies of Peptide Ligation for Accelerating Chemical Protein Synthesis

    Hayashi, G; Okamoto, A

    JOURNAL OF SYNTHETIC ORGANIC CHEMISTRY JAPAN   78 巻 ( 2 ) 頁: 130 - 139   2020年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  26. Novel Strategies of Peptide Ligation for Accelerating Chemical Protein Synthesis

    Hayashi Gosuke, Okamoto Akimitsu

    JOURNAL OF SYNTHETIC ORGANIC CHEMISTRY JAPAN   78 巻 ( 2 ) 頁: 130-139   2020年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  27. タンパク質化学合成を活用した翻訳後修飾研究

    林 剛介

    ファルマシア   56 巻 ( 1 ) 頁: 46-50 - 50   2020年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:公益社団法人 日本薬学会  

    タンパク質化学合成法の発展により、多様な翻訳後修飾を持つタンパク質の作製が可能なってきた。本稿では、タンパク質化学合成法について解説するとともに、化学合成タンパク質を用いた翻訳後修飾研究について紹介する。特に、エピジェネティクス研究で中心的役割を果たすヒストンタンパク質の翻訳後修飾研究、また本特集のテーマであるユビキチン鎖やユビキチン化タンパク質を化学的に合成し、応用した研究例について紹介する。

    DOI: 10.14894/faruawpsj.56.1_46

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  28. Novel strategies of peptide ligation for accelerating chemical protein synthesis

    Hayashi G., Okamoto A.

    Yuki Gosei Kagaku Kyokaishi/Journal of Synthetic Organic Chemistry   78 巻 ( 2 ) 頁: 130 - 139   2020年

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Yuki Gosei Kagaku Kyokaishi/Journal of Synthetic Organic Chemistry  

    Chemical protein synthesis (CPS) that consists of solid-phase peptide synthesis and peptide ligation generates not only naturally-occurring proteins with/without posttranslational modifications (PTMs), but also a variety of artificial proteins including unnatural amino-acids such as D-amino acids and fluorophore-labeled amino acids. This unique property offers new analytical methods for protein structure and interaction in terms of PTMs. In fact, we have chemically synthesized histone proteins with PTMs, which play an important role in regulation of gene expression in eukaryotic cells, and analyzed the effects of PTMs such as methylation, acetylation, and phosphorylation. However, current CPS is still in developing process and includes several issues to be solved such as difficult handling in hydrophobic protein synthesis and time-consuming multistep process for large protein synthesis. We have approached these issues by creating new strategies for peptide ligation. One-pot ligation of five peptide segments was demonstrated for the first time by utilizing multifunctionality of thiophenol compound in deprotection of allyloxycarbonyl group by palladium complex. New thioester precursors for native chemical ligation, which have potential to offer a novel two-way one-pot ligation, have also been developed recently. Furthermore, we have been developing a new strategy for simultaneous ligation of multiple peptides on DNA scaffold, which can connect peptides in highly diluted condition. This article also describes the background and current situation of CPS with our future perspectives.

    DOI: 10.5059/yukigoseikyokaishi.78.130

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    CiNii Research

  29. Chemical Synthesis of Cys-Containing Protein via Chemoselective Deprotection with Different Palladium Complexes

    Kamo, N; Hayashi, G; Okamoto, A

    ORGANIC LETTERS   21 巻 ( 20 ) 頁: 8378 - 8382   2019年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Organic Letters  

    We report selective removals of N-terminal and internal Cys protecting groups using different palladium complexes to facilitate the efficient chemical protein synthesis. Utilizing the orthogonal deprotection pairs, we accomplished chemical synthesis of histone H3 containing trimethylated Lys through the combination of Pd(0)-mediated Alloc deprotection for one-pot multiple peptide ligation and Pd(II)Cl2-mediated Acm deprotection to recover native Cys residues after desulfurization.

    DOI: 10.1021/acs.orglett.9b03152

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  30. Cysteinylprolyl imide (CPI) peptide: a highly reactive and easily accessible crypto-thioester for chemical protein synthesis

    Yanase, M; Nakatsu, K; Cardos, CJ; Konda, Y; Hayashi, G; Okamoto, A

    CHEMICAL SCIENCE   10 巻 ( 23 ) 頁: 5967 - 5975   2019年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Chemical Science  

    Native chemical ligation (NCL) between the C-terminal peptide thioester and the N-terminal cysteinyl-peptide revolutionized the field of chemical protein synthesis. The difficulty of direct synthesis of the peptide thioester in the Fmoc method has prompted the development of crypto-thioesters that can be efficiently converted into thioesters. Cysteinylprolyl ester (CPE), which is an N-S acyl shift-driven crypto-thioester that relies on an intramolecular O-N acyl shift to displace the amide-thioester equilibrium, enabled trans-thioesterification and subsequent NCL in one pot. However, the utility of CPE is limited because of the moderate thioesterification rates and the synthetic complexity introduced by the ester group. Herein, we develop a new crypto-thioester, cysteinylprolyl imide (CPI), which replaces the alcohol leaving group of CPE with other leaving groups such as benzimidazolidinone, oxazolidinone, and pyrrolidinone. CPI peptides were efficiently synthesized by using standard Fmoc solid-phase peptide synthesis (SPPS) and subsequent on-resin imide formation. Screening of the several imide structures indicated that methyloxazolidinone-t-leucine (MeOxd-Tle) showed faster conversion into thioester and higher stability against hydrolysis under NCL conditions. Finally, by using CPMeOxd-Tle peptides, we demonstrated the chemical synthesis of affibody via N-to-C sequential, three-segment ligation and histone H2A.Z via convergent four-segment ligation. This facile and straightforward method is expected to be broadly applicable to chemical protein synthesis.

    DOI: 10.1039/c9sc00646j

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  31. Reaction design for highly efficient chemical protein synthesis

    Hayashi Gosuke, Okamoto Akimitsu

    ABSTRACTS OF PAPERS OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY   257 巻   頁: .   2019年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  32. Simultaneous and Traceless Ligation of Peptide Fragments on DNA Scaffold.

    Hayashi G, Yanase M, Nakatsuka Y, Okamoto A

    Biomacromolecules   20 巻 ( 3 ) 頁: 1246-1253 - 1253   2019年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1021/acs.biomac.8b01655

    PubMed

  33. Triple Function of 4-Mercaptophenylacetic Acid Promotes One-Pot Multiple Peptide Ligation.

    Kamo N, Hayashi G, Okamoto A

    Angewandte Chemie (International ed. in English)   57 巻 ( 50 ) 頁: 16533-16537 - 16537   2018年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1002/anie.201809765

    PubMed

  34. Chemistry-Driven Epigenetic Investigation of Histone and DNA Modifications.

    Sueoka T, Koyama K, Hayashi G, Okamoto A

    Chemical record (New York, N.Y.)   18 巻 ( 12 ) 頁: 1727-1744 - 1744   2018年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1002/tcr.201800040

    PubMed

  35. Efficient peptide ligation between allyl-protected Asp and Cys followed by palladium-mediated deprotection.

    Kamo N, Hayashi G, Okamoto A

    Chemical communications (Cambridge, England)   54 巻 ( 34 ) 頁: 4337-4340 - 4340   2018年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1039/c8cc01965g

    PubMed

  36. Hybridization-sensitive Fluorescent Oligonucleotide Probe Conjugated with Cell-penetrating Peptides for Enhanced Cellular Uptake

    Hayashi Gosuke, Tamai Makoto, Okamoto Akimitsu

    CHEMISTRY LETTERS   46 巻 ( 12 ) 頁: 1803-1806 - 1806   2017年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:公益社団法人 日本化学会  

    <p>Intracellular delivery of oligonucleotides is essential not only for antisense- and RNAi-therapeutics, but also for live-cell RNA imaging with fluorescent nucleic acid probes. Herein, we developed oligonucleotide–peptide conjugates synthesized via Cu-catalyzed alkyne-azide cycloaddition between an exciton-controlled hybridization-sensitive oligonucleotide (ECHO) probe and linear or cyclic cell-penetrating peptides (CPPs). When lipofected to living HeLa cells, the CPP-conjugated ECHO probe showed enhanced cellular uptake efficiency compared with that of the unconjugated ECHO probe.</p>

    DOI: 10.1246/cl.170813

  37. Regulation of the Stability of the Histone H2A-H2B Dimer by H2A Tyr57 Phosphorylation.

    Sueoka T, Hayashi G, Okamoto A

    Biochemistry   56 巻 ( 36 ) 頁: 4767-4772 - 4772   2017年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1021/acs.biochem.7b00504

    PubMed

  38. Chemical synthesis of dual labeled proteins via differently protected alkynes enables intramolecular FRET analysis.

    Hayashi G, Kamo N, Okamoto A

    Chemical communications (Cambridge, England)   53 巻 ( 43 ) 頁: 5918-5921 - 5921   2017年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1039/c7cc02612a

    PubMed

  39. Chemically-activatable alkyne-tagged probe for imaging microdomains in lipid bilayer membranes.

    Yamaguchi S, Matsushita T, Izuta S, Katada S, Ura M, Ikeda T, Hayashi G, Suzuki Y, Kobayashi K, Tokunaga K, Ozeki Y, Okamoto A

    Scientific reports   7 巻   頁: 41007   2017年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1038/srep41007

    PubMed

  40. Base-Resolution Analysis of 5-Hydroxymethylcytosine by One-Pot Bisulfite-Free Chemical Conversion with Peroxotungstate.

    Hayashi G, Koyama K, Shiota H, Kamio A, Umeda T, Nagae G, Aburatani H, Okamoto A

    Journal of the American Chemical Society   138 巻 ( 43 ) 頁: 14178-14181 - 14181   2016年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1021/jacs.6b06428

    PubMed

  41. In vitro and in cell analysis of chemically synthesized histone H2A with multiple modifications.

    Hayashi G, Sueoka T, Okamoto A

    Chemical communications (Cambridge, England)   52 巻 ( 28 ) 頁: 4999-5002 - 5002   2016年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1039/c5cc10555b

    PubMed

  42. Diazirine photocrosslinking recruits activated FTO demethylase complexes for specific N(6)-methyladenosine recognition. 査読有り

    Jeong HS, Hayashi G, Okamoto A

    ACS chemical biology   10 巻 ( 6 ) 頁: 1450 - 1455   2015年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1021/cb5010096

    Web of Science

    PubMed

  43. 2-Oxazoline formation for selective chemical labeling of 5-hydroxylysine.

    Hayashi G, Sakamoto R, Okamoto A

    Chemistry, an Asian journal   10 巻 ( 5 ) 頁: 1138-41 - 41   2015年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1002/asia.201500172

    PubMed

  44. Hybridization-sensitive fluorescent oligonucleotide probe conjugated with a bulky module for compartment-specific mRNA monitoring in a living cell.

    Hayashi G, Yanase M, Takeda K, Sakakibara D, Sakamoto R, Wang DO, Okamoto A

    Bioconjugate chemistry   26 巻 ( 3 ) 頁: 412-7 - 7   2015年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1021/acs.bioconjchem.5b00090

    PubMed

  45. Middle-Down and Chemical Proteomic Approaches to Reveal Histone H4 Modification Dynamics in Cell Cycle: Label-Free Semi-Quantification of Histone Tail Peptide Modifications Including Phosphorylation and Highly Sensitive Capture of Histone PTM Binding Proteins Using Photo-Reactive Crosslinkers.

    Yamamoto K, Chikaoka Y, Hayashi G, Sakamoto R, Yamamoto R, Sugiyama A, Kodama T, Okamoto A, Kawamura T

    Mass spectrometry (Tokyo, Japan)   4 巻 ( 1 ) 頁: A0039 - A0039   2015年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:一般社団法人 日本質量分析学会  

    Mass spectrometric proteomics is an effective approach for identifying and quantifying histone post-translational modifications (PTMs) and their binding proteins, especially in the cases of methylation and acetylation. However, another vital PTM, phosphorylation, tends to be poorly quantified because it is easily lost and inefficiently ionized. In addition, PTM binding proteins for phosphorylation are sometimes resistant to identification because of their variable binding affinities. Here, we present our efforts to improve the sensitivity of detection of histone H4 tail peptide phosphorylated at serine 1 (H4S1ph) and our successful identification of an H4S1ph binder candidate by means of a chemical proteomics approach.Our nanoLC-MS/MS system permitted semi-quantitative label-free analysis of histone H4 PTM dynamics of cell cycle-synchronized HeLa S3 cells, including phosphorylation, methylation, and acetylation. We show that H4S1ph abundance on nascent histone H4 unmethylated at lysine 20 (H4K20me0) peaks from late S-phase to M-phase. We also attempted to characterize effects of phosphorylation at H4S1 on protein–protein interactions. Specially synthesized photoaffinity bait peptides specifically captured 14-3-3 proteins as novel H4S1ph binding partners, whose interaction was otherwise undetectable by conventional peptide pull-down experiments.This is the first report that analyzes dynamics of PTM pattern on the whole histone H4 tail during cell cycle and enables the identification of PTM binders with low affinities using high-resolution mass spectrometry and photo-affinity bait peptides.

    DOI: 10.5702/massspectrometry.A0039

    PubMed

  46. An orthogonal ribosome-tRNA pair via engineering of the peptidyl transferase center.

    Terasaka N, Hayashi G, Katoh T, Suga H

    Nature chemical biology   10 巻 ( 7 ) 頁: 555-7 - 557   2014年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Nature Publishing Group  

    The Watson-Crick base pairs between the 3'-terminal end of tRNAs and ribosomal RNA in the peptidyl transferase center are universally conserved. Here, we report that the introduction of compensatory mutations to Escherichia coli RNAs in this site leads to an orthogonal system independent of the wild-type counterpart, as demonstrated via the production of two peptide sequences from a single mRNA. This work thus identifies a new way to reprogram the genetic code.UTokyo Research掲載「1つの遺伝子から2種類のペプチドが同時に翻訳合成できる?!」 URI: http://www.u-tokyo.ac.jp/ja/utokyo-research/research-news/simultaneous-translation-of-two-distinct-peptides-from-single-mrna-template/UTokyo Research "Simultaneous translation of two distinct peptides from single mRNA template" URI: http://www.u-tokyo.ac.jp/en/utokyo-research/research-news/simultaneous-translation-of-two-distinct-peptides-from-single-mrna-template/

    DOI: 10.1038/nchembio.1549

    PubMed

    CiNii Books

  47. Development of photoswitchable RNA aptamer-ligand complexes.

    Hayashi G, Nakatani K

    Methods in molecular biology (Clifton, N.J.)   1111 巻   頁: 29-40 - 40   2014年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1007/978-1-62703-755-6_3

    PubMed

  48. Probe design for the effective fluorescence imaging of intracellular RNA.

    Hayashi G, Okamoto A

    Chemical record (New York, N.Y.)   13 巻 ( 2 ) 頁: 209-17 - 17   2013年4月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1002/tcr.201200026

    PubMed

  49. A nucleic acid probe labeled with desmethyl thiazole orange: a new type of hybridization-sensitive fluorescent oligonucleotide for live-cell RNA imaging.

    Okamoto A, Sugizaki K, Yuki M, Yanagisawa H, Ikeda S, Sueoka T, Hayashi G, Wang DO

    Organic & biomolecular chemistry   11 巻 ( 2 ) 頁: 362-71 - 71   2013年1月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1039/c2ob26707a

    PubMed

  50. Activation of prokaryotic translation by antisense oligonucleotides binding to coding region of mRNA.

    Hayashi G, Hong C, Hagihara M, Nakatani K

    Biochemical and biophysical research communications   429 巻 ( 1-2 ) 頁: 105-10 - 10   2012年12月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.bbrc.2012.10.072

    PubMed

  51. The RNA origin of transfer RNA aminoacylation and beyond.

    Suga H, Hayashi G, Terasaka N

    Philosophical transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological sciences   366 巻 ( 1580 ) 頁: 2959-64 - 64   2011年10月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1098/rstb.2011.0137

    PubMed

  52. [Ribosomal synthesis of nonstandard cyclic peptides and its application to drug discovery].

    Hayashi G, Ohshiro Y, Suga H

    Seikagaku. The Journal of Japanese Biochemical Society   82 巻 ( 6 ) 頁: 505-14   2010年6月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  53. [Ribosomal synthesis of nonstandard cyclic peptides and its application to drug discovery].

    Hayashi G, Ohshiro Y, Suga H

    Seikagaku. The Journal of Japanese Biochemical Society   82 巻 ( 6 ) 頁: 505 - 14   2010年6月

     詳細を見る

    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    PubMed

  54. Ribosome evolution for two artificial amino acids in E. coli. 国際誌

    Hayashi G, Goto Y, Suga H

    Chemistry & biology   17 巻 ( 4 ) 頁: 320-1 - 1   2010年4月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.chembiol.2010.04.005

    PubMed

  55. RNA aptamers that reversibly bind photoresponsive azobenzene-containing peptides.

    Hayashi G, Hagihara M, Nakatani K

    Chemistry (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)   15 巻 ( 2 ) 頁: 424-32 - 32   2009年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1002/chem.200800936

    PubMed

  56. Genotyping by allele-specific L-DNA-tagged PCR.

    Hayashi G, Hagihara M, Nakatani K

    Journal of biotechnology   135 巻 ( 2 ) 頁: 157-60 - 60   2008年6月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.jbiotec.2008.03.011

    PubMed

  57. RNA aptamers that reversibly bind to photoresponsive peptide.

    Hayashi G, Hagihara M, Nakatani K

    Nucleic acids symposium series (2004)   ( 52 ) 頁: 703-4 - 4   2008年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1093/nass/nrn355

    PubMed

  58. Photoregulation of a peptide-RNA interaction on a gold surface.

    Hayashi G, Hagihara M, Dohno C, Nakatani K

    Journal of the American Chemical Society   129 巻 ( 28 ) 頁: 8678-9 - 9   2007年7月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1021/ja071298x

    PubMed

  59. Detection of L-DNA-tagged PCR products by surface plasmon resonance imaging.

    Hayashi G, Hagihara M, Kobori A, Nakatani K

    Chembiochem : a European journal of chemical biology   8 巻 ( 2 ) 頁: 169-71 - 71   2007年1月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1002/cbic.200600477

    PubMed

  60. Reversible regulation of binding between a photoresponsive peptide and its RNA aptamer.

    Hayashi G, Hagihara M, Dohno C, Nakatani K

    Nucleic acids symposium series (2004)   ( 51 ) 頁: 93-4 - 4   2007年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1093/nass/nrm047

    PubMed

  61. N,N'-Bis(3-aminopropyl)-2,7-diamino-1,8-naphthyridine stabilized a single pyrimidine bulge in duplex DNA.

    Suda H, Kobori A, Zhang J, Hayashi G, Nakatani K

    Bioorganic & medicinal chemistry   13 巻 ( 14 ) 頁: 4507-12 - 12   2005年7月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.bmc.2005.04.035

    PubMed

  62. Small-molecule ligand induces nucleotide flipping in (CAG)n trinucleotide repeats.

    Nakatani K, Hagihara S, Goto Y, Kobori A, Hagihara M, Hayashi G, Kyo M, Nomura M, Mishima M, Kojima C

    Nature chemical biology   1 巻 ( 1 ) 頁: 39-43 - 43   2005年6月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1038/nchembio708

    PubMed

  63. Application of L-DNA as a molecular tag.

    Hayashi G, Hagihara M, Nakatani K

    Nucleic acids symposium series (2004)   ( 49 ) 頁: 261-2 - 2   2005年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1093/nass/49.1.261

    PubMed

  64. Solution structure of a small-molecular ligand complexed with CAG trinucleotide repeat DNA.

    Nakatani K, Hagihara S, Goto Y, Kobori A, Hagihara M, Hayashi G, Kyo M, Nomura M, Mishima M, Kojima C

    Nucleic acids symposium series (2004)   ( 49 ) 頁: 49-50 - 50   2005年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1093/nass/49.1.49

    PubMed

  65. Detection of guanine-adenine mismatches by surface plasmon resonance sensor carrying naphthyridine-azaquinolone hybrid on the surface. 国際誌

    Hagihara S, Kumasawa H, Goto Y, Hayashi G, Kobori A, Saito I, Nakatani K

    Nucleic acids research   32 巻 ( 1 ) 頁: 278-86 - 86   2004年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1093/nar/gkh171

    PubMed

  66. SPR fingerprinting of mismatched base pair.

    Kobori A, Peng T, Hayashi G, Nakatani K

    Nucleic acids symposium series (2004)   ( 48 ) 頁: 129-30 - 30   2004年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1093/nass/48.1.129

    PubMed

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MISC 28

  1. Reaction design for highly efficient chemical protein synthesis

    Hayashi Gosuke, Okamoto Akimitsu  

    ABSTRACTS OF PAPERS OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY257 巻   頁: .   2019年3月

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    記述言語:英語  

    Web of Science

  2. Hybridization-sensitive Fluorescent Oligonucleotide Probe Conjugated with Cell-penetrating Peptides for Enhanced Cellular Uptake

    Hayashi Gosuke, Tamai Makoto, Okamoto Akimitsu  

    CHEMISTRY LETTERS46 巻 ( 12 ) 頁: 1803-1806   2017年12月

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    記述言語:英語  

    DOI: 10.1246/cl.170813

    Web of Science

  3. Base-Resolution Analysis of 5-Hydroxymethylcytosine by One-Pot Bisulfite-Free Chemical Conversion with Peroxotungstate.

    Hayashi G, Koyama K, Shiota H, Kamio A, Umeda T, Nagae G, Aburatani H, Okamoto A  

    Journal of the American Chemical Society138 巻 ( 43 ) 頁: 14178-14181   2016年11月

     詳細を見る

    記述言語:英語  

    DOI: 10.1021/jacs.6b06428

    PubMed

  4. In vitro and in cell analysis of chemically synthesized histone H2A with multiple modifications.

    Hayashi G, Sueoka T, Okamoto A  

    Chemical communications (Cambridge, England)52 巻 ( 28 ) 頁: 4999-5002   2016年4月

     詳細を見る

    記述言語:英語  

    DOI: 10.1039/c5cc10555b

    PubMed

  5. Diazirine photocrosslinking recruits activated FTO demethylase complexes for specific N(6)-methyladenosine recognition.

    Jeong HS, Hayashi G, Okamoto A  

    ACS chemical biology10 巻 ( 6 ) 頁: 1450-5   2015年6月

     詳細を見る

    記述言語:英語  

    DOI: 10.1021/cb5010096

    PubMed

  6. 2-Oxazoline formation for selective chemical labeling of 5-hydroxylysine.

    Hayashi G, Sakamoto R, Okamoto A  

    Chemistry, an Asian journal10 巻 ( 5 ) 頁: 1138-41   2015年5月

     詳細を見る

    記述言語:英語  

    DOI: 10.1002/asia.201500172

    PubMed

  7. Hybridization-sensitive fluorescent oligonucleotide probe conjugated with a bulky module for compartment-specific mRNA monitoring in a living cell.

    Hayashi G, Yanase M, Takeda K, Sakakibara D, Sakamoto R, Wang DO, Okamoto A  

    Bioconjugate chemistry26 巻 ( 3 ) 頁: 412-7   2015年3月

     詳細を見る

    記述言語:英語  

    DOI: 10.1021/acs.bioconjchem.5b00090

    PubMed

  8. Middle-Down and Chemical Proteomic Approaches to Reveal Histone H4 Modification Dynamics in Cell Cycle: Label-Free Semi-Quantification of Histone Tail Peptide Modifications Including Phosphorylation and Highly Sensitive Capture of Histone PTM Binding Proteins Using Photo-Reactive Crosslinkers.

    Yamamoto K, Chikaoka Y, Hayashi G, Sakamoto R, Yamamoto R, Sugiyama A, Kodama T, Okamoto A, Kawamura T  

    Mass spectrometry (Tokyo, Japan)4 巻 ( 1 ) 頁: A0039   2015年

     詳細を見る

    記述言語:英語  

    DOI: 10.5702/massspectrometry.A0039

    PubMed

  9. An orthogonal ribosome-tRNA pair via engineering of the peptidyl transferase center.

    Terasaka N, Hayashi G, Katoh T, Suga H  

    Nature chemical biology10 巻 ( 7 ) 頁: 555-7   2014年7月

     詳細を見る

    記述言語:英語  

    DOI: 10.1038/nchembio.1549

    PubMed

  10. Development of photoswitchable RNA aptamer-ligand complexes.

    Hayashi G, Nakatani K  

    Methods in molecular biology (Clifton, N.J.)1111 巻   頁: 29-40   2014年

     詳細を見る

    記述言語:英語  

    DOI: 10.1007/978-1-62703-755-6_3

    PubMed

  11. Probe design for the effective fluorescence imaging of intracellular RNA.

    Hayashi G, Okamoto A  

    Chemical record (New York, N.Y.)13 巻 ( 2 ) 頁: 209-17   2013年4月

     詳細を見る

    記述言語:英語  

    DOI: 10.1002/tcr.201200026

    PubMed

  12. A nucleic acid probe labeled with desmethyl thiazole orange: a new type of hybridization-sensitive fluorescent oligonucleotide for live-cell RNA imaging.

    Okamoto A, Sugizaki K, Yuki M, Yanagisawa H, Ikeda S, Sueoka T, Hayashi G, Wang DO  

    Organic & biomolecular chemistry11 巻 ( 2 ) 頁: 362-71   2013年1月

     詳細を見る

    記述言語:英語  

    DOI: 10.1039/c2ob26707a

    PubMed

  13. Activation of prokaryotic translation by antisense oligonucleotides binding to coding region of mRNA.

    Hayashi G, Hong C, Hagihara M, Nakatani K  

    Biochemical and biophysical research communications429 巻 ( 1-2 ) 頁: 105-10   2012年12月

     詳細を見る

    記述言語:英語  

    DOI: 10.1016/j.bbrc.2012.10.072

    PubMed

  14. The RNA origin of transfer RNA aminoacylation and beyond.

    Suga H, Hayashi G, Terasaka N  

    Philosophical transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological sciences366 巻 ( 1580 ) 頁: 2959-64   2011年10月

     詳細を見る

    記述言語:英語  

    DOI: 10.1098/rstb.2011.0137

    PubMed

  15. [Ribosomal synthesis of nonstandard cyclic peptides and its application to drug discovery].

    Hayashi G, Ohshiro Y, Suga H  

    Seikagaku. The Journal of Japanese Biochemical Society82 巻 ( 6 ) 頁: 505-14   2010年6月

     詳細を見る

    記述言語:日本語  

    PubMed

  16. Ribosome evolution for two artificial amino acids in E. coli.

    Hayashi G, Goto Y, Suga H  

    Chemistry & biology17 巻 ( 4 ) 頁: 320-1   2010年4月

     詳細を見る

    記述言語:英語  

    DOI: 10.1016/j.chembiol.2010.04.005

    PubMed

  17. RNA aptamers that reversibly bind photoresponsive azobenzene-containing peptides.

    Hayashi G, Hagihara M, Nakatani K  

    Chemistry (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)15 巻 ( 2 ) 頁: 424-32   2009年

     詳細を見る

    記述言語:英語  

    DOI: 10.1002/chem.200800936

    PubMed

  18. Genotyping by allele-specific L-DNA-tagged PCR.

    Hayashi G, Hagihara M, Nakatani K  

    Journal of biotechnology135 巻 ( 2 ) 頁: 157-60   2008年6月

     詳細を見る

    記述言語:英語  

    DOI: 10.1016/j.jbiotec.2008.03.011

    PubMed

  19. RNA aptamers that reversibly bind to photoresponsive peptide.

    Hayashi G, Hagihara M, Nakatani K  

    Nucleic acids symposium series (2004) ( 52 ) 頁: 703-4   2008年

     詳細を見る

    記述言語:英語  

    DOI: 10.1093/nass/nrn355

    PubMed

  20. Photoregulation of a peptide-RNA interaction on a gold surface.

    Hayashi G, Hagihara M, Dohno C, Nakatani K  

    Journal of the American Chemical Society129 巻 ( 28 ) 頁: 8678-9   2007年7月

     詳細を見る

    記述言語:英語  

    DOI: 10.1021/ja071298x

    PubMed

  21. Detection of L-DNA-tagged PCR products by surface plasmon resonance imaging.

    Hayashi G, Hagihara M, Kobori A, Nakatani K  

    Chembiochem : a European journal of chemical biology8 巻 ( 2 ) 頁: 169-71   2007年1月

     詳細を見る

    記述言語:英語  

    DOI: 10.1002/cbic.200600477

    PubMed

  22. Reversible regulation of binding between a photoresponsive peptide and its RNA aptamer.

    Hayashi G, Hagihara M, Dohno C, Nakatani K  

    Nucleic acids symposium series (2004) ( 51 ) 頁: 93-4   2007年

     詳細を見る

    記述言語:英語  

    DOI: 10.1093/nass/nrm047

    PubMed

  23. N,N'-Bis(3-aminopropyl)-2,7-diamino-1,8-naphthyridine stabilized a single pyrimidine bulge in duplex DNA.

    Suda H, Kobori A, Zhang J, Hayashi G, Nakatani K  

    Bioorganic & medicinal chemistry13 巻 ( 14 ) 頁: 4507-12   2005年7月

     詳細を見る

    記述言語:英語  

    DOI: 10.1016/j.bmc.2005.04.035

    PubMed

  24. Small-molecule ligand induces nucleotide flipping in (CAG)n trinucleotide repeats.

    Nakatani K, Hagihara S, Goto Y, Kobori A, Hagihara M, Hayashi G, Kyo M, Nomura M, Mishima M, Kojima C  

    Nature chemical biology1 巻 ( 1 ) 頁: 39-43   2005年6月

     詳細を見る

    記述言語:英語  

    DOI: 10.1038/nchembio708

    PubMed

  25. Application of L-DNA as a molecular tag.

    Hayashi G, Hagihara M, Nakatani K  

    Nucleic acids symposium series (2004) ( 49 ) 頁: 261-2   2005年

     詳細を見る

    記述言語:英語  

    DOI: 10.1093/nass/49.1.261

    PubMed

  26. Solution structure of a small-molecular ligand complexed with CAG trinucleotide repeat DNA.

    Nakatani K, Hagihara S, Goto Y, Kobori A, Hagihara M, Hayashi G, Kyo M, Nomura M, Mishima M, Kojima C  

    Nucleic acids symposium series (2004) ( 49 ) 頁: 49-50   2005年

     詳細を見る

    記述言語:英語  

    DOI: 10.1093/nass/49.1.49

    PubMed

  27. SPR fingerprinting of mismatched base pair.

    Kobori A, Peng T, Hayashi G, Nakatani K  

    Nucleic acids symposium series (2004) ( 48 ) 頁: 129-30   2004年

     詳細を見る

    記述言語:英語  

    DOI: 10.1093/nass/48.1.129

    PubMed

  28. Detection of guanine-adenine mismatches by surface plasmon resonance sensor carrying naphthyridine-azaquinolone hybrid on the surface.

    Hagihara S, Kumasawa H, Goto Y, Hayashi G, Kobori A, Saito I, Nakatani K  

    Nucleic acids research32 巻 ( 1 ) 頁: 278-86   2004年

     詳細を見る

    記述言語:英語  

    DOI: 10.1093/nar/gkh171

    PubMed

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共同研究・競争的資金等の研究課題 2

  1. Sタンパク質結合人工抗体を用いたコロナウィルス濃縮および抗原検査法の開発

    2020年7月 - 2021年6月

    出資金による受託研究 

  2. 有機化学を基盤としたエピゲノム修飾ヌク レオソーム再構成技術の確立

    2019年10月 - 2023年3月

    特色ある大学教育支援プログラム 

      詳細を見る

    資金種別:競争的資金

科研費 20

  1. 膜脂質のユビキチン化とユビキチン様タンパク質修飾によるオルガネラ機能制御

    研究課題/研究課題番号:24K01971  2024年4月 - 2027年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    坂巻 純一, 林 剛介

      詳細を見る

    担当区分:研究分担者 

    オルガネラ上では、シグナル伝達、生化学反応、物質輸送などが行われている。これまで、膜タンパク質の修飾に着目したオルガネラ機能制御の研究が数多くなされてきたが、膜を構成する脂質の変化に着目した解析はほとんどない。研究代表者は、オルガネラ膜の脂質がユビキチン化されるという新しい膜脂質修飾を発見した。しかし、膜脂質のユビキチン化の分子機構や生物学的意義は不明である。そこで、本研究では、膜脂質のユビキチン化とユビキチン様タンパク質修飾の解析に基軸を置き、修飾の分子機構とその破綻が細胞機能に及ぼす障害の解明を目標とする。膜脂質のユビキチン化修飾という新しい視点から、オルガネラの機能制御の理解を目指す。

  2. タンパク質寿命の解析・制御研究をブーストする人工タンパク質創成技術

    研究課題/研究課題番号:24H01893  2024年4月 - 2026年3月

    科学研究費助成事業  学術変革領域研究(A)

    林 剛介

      詳細を見る

    担当区分:研究代表者 

    配分額:9360000円 ( 直接経費:7200000円 、 間接経費:2160000円 )

    本研究では、タンパク質寿命を決定する分子メカニズムの解明、およびタンパク質寿命の制御技術確立を見据え、有機化学および進化分子工学による人工タンパク質創成技術の開発およびシン(進/深)化を行う。具体的には、「タンパク質化学合成法」の新手法を開発し、ユビキチン化などタンパク質寿命の決定に関わる翻訳後修飾が導入されたタンパク質を合成する。さらに「in vitroセレクション法」によって、ユビキチンリガーゼや寿命制御の標的タンパク質に結合する人工抗体を取得し、人工抗体デグレーダーを創成する。また、これら両技術を融合し、化学合成で調製したユビキチン化タンパク質に結合する人工抗体を取得する。

  3. 超並列ペプチド1分子アミノ酸配列決定法の開発

    研究課題/研究課題番号:23H05456  2023年4月 - 2028年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(S)

    村上 裕, 日野 智也, 林 剛介

      詳細を見る

    担当区分:研究分担者 

    タンパク質配列を1分子で決定することで、これまで見えなかった生命現象が明らかになると期待されている。本研究課題では、TRAP提示法を用いて、エドマン分解試薬で修飾した20種類の天然アミノ酸やその他の翻訳後修飾アミノ酸をN末端にもつ各ペプチドに、特異的に結合する人工抗体群を取得する。次に、ガラス基板上での分析対象ペプチドのN末端を人工抗体で同定し、さらにペプチドを逐次分解して、ペプチドの配列を1分子レベルで決定する。この「超並列ペプチド1分子アミノ酸配列決定法」は、ペプチドの翻訳後修飾を含むアミノ酸配列を1分子レベルで並列的に決定でき、生命科学分野の研究を大きく進展する方法となると考えられる。

  4. International collaboration for the development of new molecular-targeted antimicrobial agents

    研究課題/研究課題番号:22KK0128  2022年10月 - 2026年3月

    科学研究費助成事業  国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))

    Kim Minsoo, Raudzus Fabian, 林 剛介, 西出 旭

      詳細を見る

    担当区分:研究分担者 

    抗生物質を手にした現代においても、細菌感染症は人類にとって大きな脅威である。抗菌剤には多剤耐性菌の出現など様々な問題があり、現在の抗菌剤とは作用機序の異なる治療薬の開発が必要である。国際共同研究により、細菌感染症に対する治療薬の不足という世界的な課題に取り込むことが本研究の目的である。
    本研究では、病原細菌が宿主細胞に分泌する病原因子に着目し、 (1)標的とする病原因子とその宿主蛋白質との結合様式を解明する、 (2)海外共同研究者がもつ最新の質量分析技術を活用して、当該病原因子による宿主蛋白質の制御メカニズムを明らかにする、(3)その制御メカニズムを狙った新規抗菌剤を開発することを目指す。

  5. タンパク質化学合成と進化分子工学を活用したユビキチンケモテクノロジーの創出

    研究課題/研究課題番号:21H00278  2021年4月 - 2023年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  新学術領域研究(研究領域提案型)

    林 剛介

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:7280000円 ( 直接経費:5600000円 、 間接経費:1680000円 )

    本研究では、タンパク質化学合成の方法を用いてユビキチン化タンパク質を作製するが、その標的として、A)翻訳の品質管理機構に関わるリボソームタンパク質、B)維持メチル化機構に関わるPAF15、C)ヘテロクロマチン形成に関わるHP1αおよびヒストンH2A、などを選択する。化学合成で作製されたユビキチン化タンパク質やその他のユビキチン関連タンパク質(例えばプロテアソームのサブユニットであるRPN10など)に結合する人工抗体は、申請者の研究グループで開発されたin vitroセレクション法である「TRAPディスプレイ法」を用いて取得する。

  6. Sタンパク質結合人工抗体を用いたコロナウィルス濃縮および抗原検査法の開発

    2020年7月 - 2021年6月

    出資金による受託研究 

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    資金種別:競争的資金

  7. 生体分子夾雑系で機能するD体人工抗体の開発

    2020年4月 - 2022年3月

    科学研究費補助金 

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    担当区分:研究代表者 

  8. 生体分子夾雑系で機能するD体人工抗体の開発

    2020年4月 - 2022年3月

    科学研究費助成事業  新学術領域研究(研究領域提案型)

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    資金種別:競争的資金

  9. 生体分子夾雑系で機能するD体人工抗体の開発

    研究課題/研究課題番号:20H04704  2020年4月 - 2022年3月

    科学研究費助成事業  新学術領域研究(研究領域提案型)

    林 剛介

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:4940000円 ( 直接経費:3800000円 、 間接経費:1140000円 )

    本研究では、タンパク質化学合成法と進化分子工学を用いた人工抗体取得技術を組み合わせることで、生体内や細胞内などの分子夾雑系において機能する鏡像異性体(D体)人工抗体を開発する。具体的には、標的とするタンパク質の鏡像異性体をタンパク質化学合成法によって作製し、得られたD体タンパク質を基質としてTRAP提示法(mRNA提示法の改良法)による人工抗体の選択を行う。得られた人工抗体配列をD体アミノ酸を用いて化学合成することで、目的のD体人工抗体を得る。その後、合成したD体人工抗体の結合性や免疫原性などの特性をL体人工抗体と比較することで評価する。
    2021年度は、(1)化学合成人工抗体モノボディの機能評価、(2)D体MCP-1結合モノボディのin vitroセレクションと最適化、(3)L体MCP-1結合D体モノボディの化学合成と評価、を行った。
    本研究の最終目的は、D体アミノ酸から構成される人工抗体をミラーイメージin vitroセレクション法によって創製することにあるが、まずは化学合成で合成した人工抗体(本研究ではモノボディを使用)が正しくフォールディングし、標的蛋白質に結合することを確認する必要がある。そこで(1)では、2020年度に合成を完了した新型コロナウイルスSタンパク質結合モノボディの機能評価を行った。バイオレイヤー干渉法を用いて化学合成モノボディとSタンパク質の結合を調べたところ、数nM程度のKdで化学合成モノボディが結合することが明らかとなった。また化学合成モノボディは大腸菌発現モノボディ同様に、オリゴマー状態(10-12量体)で存在することがサイズ排除クロマトグラフィー分析から明らかとなった。
    次に、2020年度に取得したD体MCP-1結合モノボディの結合定数が数100nMとあまり良いクローンが得られなかったため、(2)では、親和性成熟あるいは新規ライブラリによる結合能が上昇したクローンの取得を試みた。その結果、数nM程度とD体MCP-1に対して十分な結合能を持つクローンの取得に成功した。そこで(3)では、(2)で得られたクローン配列をD体アミノ酸を用いて化学合成を行った。具体的には、4つのペプチド断片からPd錯体を用いたワンポットペプチド連結法を用いて合成を完了した。得られたD体モノボディがL体MCP-1に結合することが明らかとなった。
    令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
    令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  10. 有機化学を基盤としたエピゲノム修飾ヌク レオソーム再構成技術の確立

    2019年10月 - 2023年3月

    文部科学省  戦略的創造研究推進事業 

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    資金種別:競争的資金

  11. ポリユビキチン鎖およびユビキチン化タンパク質の高効率化学合成

    研究課題/研究課題番号:19H05287  2019年4月 - 2021年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  新学術領域研究(研究領域提案型)

    林 剛介

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:5070000円 ( 直接経費:3900000円 、 間接経費:1170000円 )

    本研究では、タンパク質を化学的に作成する「タンパク質化学合成」の技術を用いてこれまで作れなかった複雑なポリユビキチン鎖およびユビキチン化タンパク質の化学合成を可能にする新手法を開発します。また、化学合成されたユビキチン鎖に特異的に結合する分子を進化分子工学の方法を用いて創製することにより、未だに明らかになっていない多様なユビキチン鎖が生命機能に与える影響の全容解明に寄与します。
    (1)プロテアソーム関連因子RPN10に結合する人工抗体の開発と応用、(2)ユビキチン化リボソームに結合する人工抗体の取得と応用、(3)ユビキチン化タンパク質の化学合成と構造解析への応用研究、という4テーマについて研究を推進した。
    テーマ(1)について:我々の研究グループの独自技術であるTRAPディスプレイ法を用いてRPN10の3つの異なるドメイン(UIM1、UIM2、RAZUL)に対して選択的に阻害することが可能な人工抗体の取得を目指して研究を推進した。3つのドメインそれぞれに対してTRAPディスプレイ法を用いて人工抗体をスクリーニングした結果、UIM1に選択的に結合するFynomer、RAZULドメインに選択的に結合するMonobodyの取得に成功した。RAZUL結合Monobodyに関しては、RAZUL-AZUL間のタンパク質間相互作用を競合的に阻害可能であることが明らかとなった。これらの人工抗体は、共同研究先において細胞内で発現させ、その機能解析を進めている。
    テーマ(2)について:ペプチド合成およびペプチドライゲーション技術を駆使し、ユビキチン化されたリボソームタンパク質の部分ペプチドをまず化学的に合成した。今後、TRAPディスプレイ法を用いて人工抗体の取得を試みる予定である。
    テーマ(3)について:エピジェネティクス分野で重要な「維持メチル化」機構に深く関わるジユビキチン化されたPAF15タンパク質の化学合成を行った。具体的には、5つのペプチド断片をFmoc固相合成法によって作製した後、N末端側のペプチド断片から順次連結させ、途中に脱硫反応(Cys-Ala変換反応)を経て、ジユビキチン化された全長PAF15の合成に成功した。ただし、合成量は低く、HPLC精製によって除くことのできない不純物が一定量混入していたため、合成ルートを改善して再合成を行う予定である。
    令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
    令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  12. DNAを足場としたペプチド断片の同時連結反応によるタンパク質の効率的化学合成

    2018年4月 - 2021年3月

    科学研究費補助金  基盤研究(C)

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    担当区分:研究代表者 

  13. DNAを足場としたペプチド断片の同時連結反応によるタンパク質の効率的化学合成

    2018年4月 - 2021年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

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    資金種別:競争的資金

  14. DNAを足場としたペプチド断片の同時連結反応によるタンパク質の効率的化学合成

    研究課題/研究課題番号:18K05313  2018年4月 - 2021年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    林 剛介

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:4420000円 ( 直接経費:3400000円 、 間接経費:1020000円 )

    本研究ではDNAの2重鎖形成を足がかりとしたペプチド連結反応を開発した。DNAとペプチドを光分解性のリンカーで繋いたコンジュゲートを作製し(光照射によって、DNA-ペプチド間の結合が切れ、天然の配列を持つペプチドが生成することを確認)、2種類の光分解性DNA-ペプチドコンジュゲートを用いてペプチド連結反応を行った。その結果、DNAを足場としたペプチド連結反応は通常のペプチド連結反応よりも1000倍以上の速さで進行することが明らかとなった。最終的には、3種類のDNA-ペプチドコンジュゲートを用いて、3種類のペプチドをDNA足場上で同時に連結することにも成功した。
    本研究成果によって、従来mMオーダーで行う必要の合ったペプチド連結反応がサブnMの濃度で実施可能であることを示すことができた。またDNAの親水性によって疎水性ペプチド断片の水溶性向上させ、かつ低濃度で連結反応を行うことで、これまで連結反応に用いることが困難であった疎水性ペプチドを連結することができる新しい技術となった。これにより、これまでより多様なタンパク質を化学的に合成できる可能性があり、ライフサイエンス研究だけでなく、医薬学研究の発展にも寄与することが期待される。

  15. 分解反応の遷移状態構造に立脚した新型核酸医薬を志向した核酸酵素の創製

    2015年7月 - 2018年3月

    科学研究費補助金  基盤研究(B)

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    担当区分:研究分担者 

  16. 分解反応の遷移状態構造に立脚した新型核酸医薬を志向した核酸酵素の創製

    2015年7月 - 2018年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

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    資金種別:競争的資金

  17. 分解反応の遷移状態構造に立脚した新型核酸医薬を志向した核酸酵素の創製

    研究課題/研究課題番号:15KT0057  2015年7月 - 2018年3月

    岡本 晃充

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    担当区分:研究分担者 

    菌の増殖は、食物発酵や環境衛生に関連する分野では、モニターすべき最も基本的な情報である。今までは、採取した菌を培養しそれを顕微鏡で観察しており、さらにより詳しい情報を得るためには菌から核酸を抽出し増幅することによって元の菌の量を定量していた。菌を扱うには、簡便かつ即時的な分析が必要であるが、これまでの方法では困難だった。われわれは、その場で菌の増殖を蛍光で検出できる化学システムを構築した。増殖の元になるリボソームの存在量に合わせて蛍光を出す人工RNAを開発し、これを混ぜるだけで菌の増殖を目で見えるようにした。この新技術は、発酵や衛生など菌の増殖を取り扱う分野での菌増殖の簡単分析に有効である。

  18. ヒストンコード研究の基盤となる多様な修飾を有するヌクレオソーム構築法の開発と応用

    2013年4月 - 2015年3月

    科学研究費補助金  若手研究(B)

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    担当区分:研究代表者 

  19. ヒストンコード研究の基盤となる多様な修飾を有するヌクレオソーム構築法の開発と応用

    2013年4月 - 2015年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究(B)

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    資金種別:競争的資金

  20. ヒストンコード研究の基盤となる多様な修飾を有するヌクレオソーム構築法の開発と応用

    研究課題/研究課題番号:25870186  2013年4月 - 2015年3月

    林 剛介

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:4290000円 ( 直接経費:3300000円 、 間接経費:990000円 )

    本研究では、エピジェネティクス研究における重要な研究対象である「ヒストンコード仮説」にアプローチするための化学的研究基盤の作製を行った。具体的には、クロマチン構造の重要構成単位である、コアヒストンH2AおよびH2B、またリンカーヒストンH1の完全化学合成をペプチド固相合成法とNative Chemical Ligation(NCL)法を組合せることで達成した。また、化学合成ヒストンがヌクレオソームおよびクロマトソーム形成能を持つことを確認し、さらには核内に局在することを明らかにした。

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担当経験のある科目 (本学) 12

  1. 生体分子応用化学

    2020

  2. 分析化学3

    2020

  3. 化学生命工学実験3

    2020

  4. 分子生命化学基礎論

    2020

  5. 化学実験

    2020

  6. 化学生命工学実験1

    2020

  7. 分析化学2

    2020

  8. 化学生命工学実験3

    2019

  9. 分析化学3

    2019

  10. 化学生命工学実験1

    2019

  11. 分析化学2

    2019

  12. G30 Core-Biochemistry

    2019

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担当経験のある科目 (本学以外) 13

  1. G30 Core-Biochemistry

    Nagoya University)

  2. 化学生命工学実験1

    名古屋大学)

  3. 化学生命工学実験1

    名古屋大学)

  4. 化学実験

    名古屋大学)

  5. 分析化学3

    名古屋大学)

  6. 分析化学3

    名古屋大学)

  7. 分析化学2

    名古屋大学)

  8. 分析化学2

    名古屋大学)

  9. 分子生命化学基礎論

    名古屋大学)

  10. G30 Core-Biochemistry

    名古屋大学)

  11. 化学生命工学実験3

    名古屋大学)

  12. 生体分子応用化学

    名古屋大学)

  13. 化学生命工学実験3

    名古屋大学)

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