2024/11/13 更新

お知らせ

 

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ホリ ユウイチロウ
堀 雄一郎
HORI YUICHIRO
所属
理学研究院 化学部門 教授
理学部 化学科(併任)
理学府 化学専攻(併任)
職名
教授
連絡先
メールアドレス
電話番号
0928024161
プロフィール
化学の原理を考案・応用することで、合成蛍光分子でタンパク質をラベル化・可視化するケミカルバイオロジーの技術を開発しています。細胞内には、無数の生体分子が存在し、ダイナミックにその局在を変化させ、必要とされる場所で機能を発揮することで細胞の生理機能を制御しています。その生体分子の動きを可視化することは、その分子の制御する生理機能を解明する重要な情報を与えてくれます。そこで、タンパク質を蛍光ラベル化する独自の技術を開発し、生細胞の中でタンパク質がいかにして動き、生命現象を制御しているかを明らかにします。さらには、そのタンパク質ラベル化技術を駆使して、タンパク質に加え、核酸や糖鎖、細胞外小胞の制御する生命現象を解明するとともに、生体分子・細胞の機能を自在に制御することを目指しています。
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研究分野

  • ナノテク・材料 / ケミカルバイオロジー

  • ナノテク・材料 / 生体化学

  • ライフサイエンス / 薬系化学、創薬科学

  • ナノテク・材料 / 生物分子化学

学位

  • 博士(薬学)

経歴

  • 九州大学 大学院理学研究院 化学部門 教授 

    2022年4月 - 現在

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  • 大阪大学 免疫学フロンティア研究センター 准教授 

    2016年4月 - 2022年3月

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  • 大阪大学 大学院工学研究科 准教授 

    2016年4月 - 2022年3月

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  • 大阪大学大学院工学研究科 2006年8月~2022年3月 The Rockefeller University 2004年4月~2006年7月   

研究テーマ・研究キーワード

  • 研究テーマ: Peptide

    研究キーワード: Peptide

    研究期間: 2024年

  • 研究テーマ: Nucleic Acid

    研究キーワード: Nucleic Acid

    研究期間: 2024年

  • 研究テーマ: Protein

    研究キーワード: Protein

    研究期間: 2024年

  • 研究テーマ: 蛍光プローブ

    研究キーワード: 蛍光プローブ

    研究期間: 2024年

  • 研究テーマ: 蛍光イメージング

    研究キーワード: 蛍光イメージング

    研究期間: 2024年

  • 研究テーマ: 生体分子修飾

    研究キーワード: 生体分子修飾

    研究期間: 2024年

  • 研究テーマ: タンパク質標識

    研究キーワード: タンパク質標識

    研究期間: 2024年

  • 研究テーマ: タグタンパク質

    研究キーワード: タグタンパク質

    研究期間: 2024年

  • 研究テーマ: ケミカルバイオロジー

    研究キーワード: ケミカルバイオロジー

    研究期間: 2024年

  • 研究テーマ: グルコーストランスポーター

    研究キーワード: グルコーストランスポーター

    研究期間: 2024年

  • 研究テーマ: エピジェネティクス

    研究キーワード: エピジェネティクス

    研究期間: 2024年

  • 研究テーマ: PYP

    研究キーワード: PYP

    研究期間: 2024年

  • 研究テーマ: 動的生命化学

    研究キーワード: ケミカルバイオロジー・蛍光イメージング・蛍光標識

    研究期間: 2022年4月

受賞

  • The 2017 FASMI Young Investigator’s Award

    2017年8月   Federation of Asian societies for molecular imaging  

  • 平成28年度科学技術分野の文部科学大臣表彰 若手科学者賞

    2016年7月   文部科学省  

  • 大阪大学総長奨励賞

    2015年7月   大阪大学  

  • 大阪大学総長奨励賞

    2014年7月   大阪大学  

  • バイオ関連化学シンポジウム講演賞

    2013年9月   日本化学会生体機能関連化学部会  

  • 大阪大学総長奨励賞

    2013年8月   大阪大学  

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論文

  • No-wash fluorogenic labeling of proteins for reversible photoswitching in live cells 査読 国際誌

    Torii, K; Benson, S; Hori, Y; Vendrell, M; Kikuchi, K

    CHEMICAL SCIENCE   15 ( 4 )   1393 - 1401   2023年12月   ISSN:2041-6520 eISSN:2041-6539

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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  

    Photoswitchable fluorescent molecules (PSFMs) are positioned as valuable tools for biomolecule localization tracking and super-resolution imaging technologies due to their unique ability to reversibly control fluorescence intensity upon light irradiation. Despite the high demand for PSFMs that are suitable for live-cell imaging, no general method has been reported that enables reversible fluorescence control on proteins of interest in living cells. Herein, we have established a platform to realize reversible fluorescence switching in living cells by adapting a protein labeling system. We have developed a new PSFM, named HTL-Trp-BODIPY-FF, which exhibits strong fluorogenicity upon recognition of Halo-tag protein and reversible fluorescence photoswitching in living cells. This is the first example of a PSFM that can be applicable to a general-purpose Halo-tag protein labeling system for no-wash live-cell imaging.

    DOI: 10.1039/d3sc04953a

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  • Visualization of multiple localizations of GLUT4 by fluorescent probes of PYP-tag with designed unnatural warhead 査読

    Nishiura, M; Hori, Y; Umeno, M; Kikuchi, K

    CHEMICAL SCIENCE   14 ( 22 )   5925 - 5935   2023年5月   ISSN:2041-6520 eISSN:2041-6539

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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  

    Fluorescent probes with a designed unnatural warhead for binding to PYP-tag enabled intracellular/cell-surface selective protein labeling. This unique imaging tool was successfully applied to reveal multiple subcellular localizations of GLUT4.

    DOI: 10.1039/d3sc00724c

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  • BODNs as biocompatible brominating reagents: visible-light photocatalytic tyrosine modification under physiologically favorable conditions 査読

    Yoshida, R; Hori, Y; Uraguchi, D; Asano, K

    CHEMICAL COMMUNICATIONS   60 ( 85 )   12381 - 12384   2024年10月   ISSN:1359-7345 eISSN:1364-548X

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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  

    The photochemical reactivity of 1-bromo-2-oxo-1,2-dihydronaphthalene-1-carboxylates (BODNs) was demonstrated. They are inert in the dark under physiological conditions but become active as brominating reagents for tyrosine modification under visible light irradiation in the presence of a photocatalyst. The BODNs can be applied to protein labeling with bromo groups as sensitive mass tags.

    DOI: 10.1039/d4cc04171b

    Web of Science

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  • Enhancing Performances of Enzyme/Metal-Organic Polyhedra Composites by Mixed-Protein Co-Immobilization 査読 国際誌

    Kanzaki, Y; Minami, R; Ota, K; Adachi, J; Hori, Y; Ohtani, R; Le Ouay, B; Ohba, M

    ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES   16 ( 40 )   54423 - 54434   2024年9月   ISSN:1944-8244 eISSN:1944-8252

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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:ACS Applied Materials and Interfaces  

    Protein immobilization using water-soluble ionic metal-organic polyhedra (MOPs) acting as porous spacers has recently been demonstrated as a potent strategy for the preparation of biocatalysts. In this article, we describe a mixed-protein approach to achieve biocomposites with adjustable enzyme contents and excellent immobilization efficiencies, in a systematic and well-controlled manner. Self-assembly of either cationic or anionic MOPs with bovine serum albumin or egg white lysozyme combined with enzymes (alkaline phosphatase, laccase or cytochrome c) led to solid-state catalysts with a high retention of enzyme activity. Furthermore, for all these systems, the dilution of enzymes within the solid-state composite led to noticeably improved catalytic performances, with both higher specific activity and affinity for substrate.

    DOI: 10.1021/acsami.4c10146

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  • Bioisostere-conjugated fluorescent probes for live-cell protein imaging without non-specific organelle accumulation 査読

    Kamikawa, T; Hashimoto, A; Yamazaki, N; Adachi, J; Matsushima, A; Kikuchi, K; Hori, Y

    CHEMICAL SCIENCE   15 ( 21 )   8097 - 8105   2024年5月   ISSN:2041-6520 eISSN:2041-6539

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    担当区分:最終著者, 責任著者   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  

    Specific labeling of proteins using membrane-permeable fluorescent probes is a powerful technique for bioimaging. Cationic fluorescent dyes with high fluorescence quantum yield, photostability, and water solubility provide highly useful scaffolds for protein-labeling probes. However, cationic probes generally show undesired accumulation in organelles, which causes a false-positive signal in localization analysis. Herein, we report a design strategy for probes that suppress undesired organelle accumulation using a bioisostere for intracellular protein imaging in living cells. Our design allows the protein labeling probes to possess both membrane permeability and suppress non-specific accumulation and has been shown to use several protein labeling systems, such as PYP-tag and Halo tag systems. We further developed a fluorogenic PYP-tag labeling probe for intracellular proteins and used it to visualize multiple localizations of target proteins in the intracellular system. Our strategy offers a versatile design for undesired accumulation-suppressed probes with cationic dye scaffolds and provides a valuable tool for intracellular protein imaging.

    DOI: 10.1039/d3sc06957e

    Web of Science

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  • Recent advancements of fluorescent biosensors using semisynthetic probes

    Reja, SI; Minoshima, M; Hori, Y; Kikuchi, K

    BIOSENSORS & BIOELECTRONICS   247   115862 - 115862   2024年3月   ISSN:0956-5663 eISSN:1873-4235

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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:Biosensors and Bioelectronics  

    Fluorescent biosensors are crucial experimental tools for live-cell imaging and the quantification of different biological analytes. Fluorescent protein (FP)-based biosensors are widely used for imaging applications in living systems. However, the use of FP-based biosensors is hindered by their large size, poor photostability, and laborious genetic manipulations required to improve their properties. Recently, semisynthetic fluorescent biosensors have been developed to address the limitations of FP-based biosensors using chemically modified fluorescent probes and self-labeling protein tag/peptide tags or DNA/RNA-based hybrid systems. Semisynthetic biosensors have unique advantages, as they can be easily modified using different probes. Moreover, the self-labeling protein tag, which labels synthetically developed ligands via covalent bonds, has immense potential for biosensor development. This review discusses the recent progress in different types of fluorescent biosensors for metabolites, protein aggregation and degradation, DNA methylation, endocytosis and exocytosis, membrane tension, and cellular viscosity. Here, we explain in detail the design strategy and working principle of these biosensors. The information presented will help the reader to create new biosensors using self-labeling protein tags for various applications.

    DOI: 10.1016/j.bios.2023.115862

    Web of Science

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  • Persistent Fluorescence Switching of a Probe Using a Photochromic Quencher with High Photostability Assisted by Protein-Surface Modification 査読 国際誌

    Torii, K; Hori, Y; Kikuchi, K

    ANALYTICAL CHEMISTRY   95 ( 23 )   8834 - 8841   2023年5月   ISSN:0003-2700 eISSN:1520-6882

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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:Analytical Chemistry  

    Photoswitchable fluorescent molecules (PSFMs) are widely applicable in the life sciences for super-resolution imaging. Owing to the large and hydrophobic molecular structures of PSFMs that may aggregate in a biological medium, the development of synthetic PSFMs with persistent reversible photoswitching is challenging. Here, we established a protein-surface-assisted photoswitching strategy that allows for persistent reversible fluorescence photoswitching of a PSFM in an aqueous solution. As a first step, we applied the photochromic chromophore furylfulgimide (FF) as a photoswitchable fluorescence quencher and developed a Förster resonance energy transfer-based PSFM, named FF-TMR. Most importantly, the protein-surface modification strategy allows FF-TMR to exhibit persistent reversible photoswitching performance in an aqueous solution. In fixed cells, the fluorescence intensity of FF-TMR bound to antitubulin antibody was repetitively modulated. The protein-surface-assisted photoswitching strategy will be a useful platform to broaden the utility of functionalized synthetic chromophores enabling persistent fluorescence switching that inherits their high resistance to light irradiation.

    DOI: 10.1021/acs.analchem.3c00163

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  • An "oFF-ON-OFF" fluorescence protein-labeling probe for real-time visualization of the degradation of short-lived proteins in cellular systems 査読

    Reja S.I., Hori Y., Kamikawa T., Yamasaki K., Nishiura M., Bull S.D., Kikuchi K.

    Chemical Science   13 ( 5 )   1419 - 1427   2022年2月   ISSN:2041-6520 eISSN:2041-6539

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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 ability to monitor proteolytic pathways that remove unwanted and damaged proteins from cells is essential for understanding the multiple processes used to maintain cellular homeostasis. In this study, we have developed a new protein-labeling probe that employs an 'OFF-ON-OFF' fluorescence switch to enable real-time imaging of the expression (fluorescence ON) and degradation (fluorescence OFF) of PYP-tagged protein constructs in living cells. Fluorescence switching is modulated by intramolecular contact quenching interactions in the unbound probe (fluorescence OFF) being disrupted upon binding to the PYP-tag protein, which turns fluorescence ON. Quenching is then restored when the PYP-tag-probe complex undergoes proteolytic degradation, which results in fluorescence being turned OFF. Optimization of probe structures and PYP-tag mutants has enabled this fast reacting 'OFF-ON-OFF' probe to be used to fluorescently image the expression and degradation of short-lived proteins.

    DOI: 10.1039/d1sc06274c

    Web of Science

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  • Near-infrared fluorescent probes: a next-generation tool for protein-labeling applications 査読

    Shahi Imam Reja, Masafumi Minoshima, Yuichiro Hori, Kazuya Kikuchi

    Chemical Science   2020年10月

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    記述言語:その他   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Near-infrared fluorescent probes: a next-generation tool for protein-labeling applications
    <p>This minireview describes the development of NIR chemical probes for various protein-tag systems.</p>

    DOI: 10.1039/d0sc04792a

  • Development of photoswitchable fluorescent molecules using arylazopyrazole 査読

    Kenji Torii, Yuichiro Hori, Keiichiro Watabe, and Kazuya Kikuchi

    Bulletin of the Chemical Society of Japan   93 ( 7 )   821 - 824   2020年7月

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    記述言語:その他   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Development of photoswitchable fluorescent molecules using arylazopyrazole

  • Development of fluorogenic probes for rapid, high-contrast imaging of transient nuclear localization of sirtuin 3 査読

    Gao J, Hori Y, Shimomura T, Bordy M, Hasserodt J, Kikuchi K

    ChemBioChem   21 ( 5 )   656 - 662   2020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)  

    Development of fluorogenic probes for rapid, high-contrast imaging of transient nuclear localization of sirtuin 3

    DOI: 10.1002/cbic.201900568

  • Engineered Protein-tag for Rapid Live-cell Fluorogenic Visualization of Proteins by Anionic Probes 査読

    Jingchi Gao, Yuichiro Hori, Miyako Nishiura, Mathieu Bordy, Jens Hasserodt, Kazuya Kikuchi

    Chemistry Letters   49 ( 3 )   232 - 235   2020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)  

    Engineered Protein-tag for Rapid Live-cell Fluorogenic Visualization of Proteins by Anionic Probes

  • Rapid no-wash labeling of PYP-tag proteins with reactive fluorogenic ligands affords stable fluorescent protein conjugates for long-term cell imaging studies 査読

    Naresh Kumar, Yuichiro Hori, Miyako Nishiura and Kazuya Kikuchi

    Chemical Science   11   3694 - 3701   2020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)  

    Rapid no-wash labeling of PYP-tag proteins with reactive fluorogenic ligands affords stable fluorescent protein conjugates for long-term cell imaging studies

  • Live-Cell Imaging of Protein Degradation Utilizing Designed Protein-Tag Mutant and Fluorescent Probe with Turn-Off Switch. 査読 国際誌

    Jingchi Gao, Yuichiro Hori, Osamu Takeuchi, Kazuya Kikuchi

    Bioconjugate chemistry   31 ( 3 )   577 - 583   2020年1月

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    記述言語:英語  

    Protein degradation plays various roles in cellular homeostasis and signal transduction. Real-time monitoring of the degradation process not only contributes to the elucidation of relevant biological phenomena but also offers a powerful tool for drug discoveries targeting protein degradation. Fluorescent protein labeling with a protein tag and a synthetic fluorescent probe is a powerful technique that enables the direct visualization of proteins of interest in living cells. Although a variety of protein tags and their labeling probes have been reported, techniques for the visualization of protein degradation in living cells remain limited. In order to overcome this limitation, we herein employed a PYP-tag labeling probe with a fluorescence turn-off switch that enables the imaging of protein degradation. Furthermore, we performed a structure-based design of a PYP-tag to stabilize a complex formed by the probe and the protein tag for long-term live-cell imaging. We successfully applied this technique to live-cell imaging of the degradation process of Regnase-1 in response to immunostimulation.

    DOI: 10.1021/acs.bioconjchem.9b00696

  • Chemical Tools with Fluorescence Switches for Verifying Epigenetic Modifications 招待 査読

    Hori Y, Kikuchi K

    Acc. Chem. Res.   52 ( 10 )   2849 - 2857   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)  

    Chemical Tools with Fluorescence Switches for Verifying Epigenetic Modifications

  • Photoactive yellow protein and its chemical probes: an approach to protein labelling in living cells. 査読

    Kumar N, Hori Y, Kikuchi K

    J. Biochem   166 ( 2 )   121 - 127   2019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)  

    Photoactive yellow protein and its chemical probes: an approach to protein labelling in living cells.

    DOI: 10.1093/jb/mvz051

  • Development of an effective protein-labeling system based on smart fluorogenic probes. 査読

    Reja SI, Minoshima M, Hori Y, Kikuchi K

    J. Biol. Inorg. Chem.   24 ( 4 )   443 - 455   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)  

    Development of an effective protein-labeling system based on smart fluorogenic probes.

    DOI: 10.1007/s00775-019-01669-y

  • SCOTfluors: Small, Conjugatable, Orthogonal, and Tunable Fluorophores for In Vivo Imaging of Cell Metabolism. 査読

    Benson S, Fernandez A, Barth ND, de Moliner F, Horrocks MH, Herrington CS, Abad JL, Delgado A, Kelly L, Chang Z, Feng Y, Nishiura M, Hori Y, Kikuchi K, Vendrell M

    Angew Chem Int Ed   58 ( 21 )   6911 - 6915   2019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)  

    SCOTfluors: Small, Conjugatable, Orthogonal, and Tunable Fluorophores for In Vivo Imaging of Cell Metabolism.

    DOI: 10.1002/anie.201900465

  • Synthetic-Molecule/Protein Hybrid Probe with Fluorogenic Switch for Live-Cell Imaging of DNA Methylation 査読

    Yuichiro Hori, Norimichi Otomura, Ayuko Nishida, Miyako Nishiura, Maho Umeno, Isao Suetake, Kazuya Kikuchi

    Journal of the American Chemical Society   140 ( 5 )   1686 - 1690   2018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)  

    Hybrid probes consisting of synthetic molecules and proteins are powerful tools for detecting biological molecules and signals in living cells. To date, most targets of the hybrid probes have been limited to pH and small analytes. Although biomacromolecules are essential to the physiological function of cells, the hybrid-probe-based approach has been scarcely employed for live-cell detection of biomacromolecules. Here, we developed a hybrid probe with a chemical switch for live-cell imaging of methylated DNA, an important macromolecule in the repression of gene expression. Using a protein labeling technique, we created a hybrid probe containing a DNA-binding fluorogen and a methylated-DNA-binding domain. The hybrid probe enhanced fluorescence intensity upon binding to methylated DNA and successfully monitored methylated DNA during mitosis. The hybrid probe offers notable advantages absent from probes based on small molecules or fluorescent proteins and is useful for live-cell analyses of epigenetic phenomena and diseases related to DNA methylation.

    DOI: 10.1021/jacs.7b09713

  • Development of cyanine probes with dinitrobenzene quencher for rapid fluorogenic protein labelling 招待 査読

    Yuichiro Hori, Shinya Hirayama, Kazuya Kikuchi

    PHILOSOPHICAL TRANSACTIONS OF THE ROYAL SOCIETY A-MATHEMATICAL PHYSICAL AND ENGINEERING SCIENCES   375 ( 2107 )   DOI: 10.1098/rsta.2017.0018   2017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)  

    A multicolour protein labelling technique using a protein tag and fluorogenic probes is a powerful approach for spatio-temporal analyses of proteins in living cells. Since cyanine fluorophores have attractive properties for multicolour imaging of proteins, there is a huge demand to develop fluorogenic cyanine probes for specific protein labelling in living cells. Herein, we develop fluorogenic cyanine probes for labelling a protein tag by using a dinitrobenzene fluorescence quencher. The probes enhanced fluorescence intensity upon labelling reactions and emitted orange or far-red fluorescence. Intramolecular interactions between the cyanine fluorophores and the dinitrobenzene quencher led not only to fluorescence quenching of the probes in the free state but also to promotion of labelling reactions. Furthermore, the probes successfully imaged cell-surface proteins without a washing process. These findings offer valuable information on the design of fluorogenic cyanine probes and indicate that the probes are useful as novel live-cell imaging tools.
    This article is part of the themed issue 'Challenges for chemistry in molecular imaging'.

    DOI: 10.1098/rsta.2017.0018

  • Enzyme-triggered compound release using functionalized antimicrobial peptide derivatives (vol 8, pg 3047, 2017) 査読

    Shin Mizukami, Masayoshi Kashibe, Kengo Matsumoto, Yuichiro Hori, Kazuya Kikuchi

    CHEMICAL SCIENCE   8 ( 4 )   3276 - 3276   2017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/c7sc90017a

  • Enzyme-triggered compound release using functionalized antimicrobial peptide derivatives 査読

    Shin Mizukami, Masayoshi Kashibe, Kengo Matsumoto, Yuichiro Hori, Kazuya Kikuchi

    CHEMICAL SCIENCE   8 ( 4 )   3047 - 3053   2017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)  

    Controlled release is one of the key technologies for medical innovation, and many stimulus-responsive nanocarriers have been developed to utilize this technology. Enzyme activity is one of the most useful stimuli, because many enzymes are specifically activated in diseased tissues. However, controlled release stimulated by enzyme activity has not been frequently reported. One of the reasons for this is the lack of versatility of carriers. Most of the reported stimulus-responsive systems involve a sophisticated design and a complicated process for the synthesis of stimulus-responsive nanocarrier components. The purpose of this study was to develop versatile controlled release systems triggered by various stimuli, including enzyme activity, without modifying the nanocarrier components. We developed two controlled release systems, both of which comprised a liposome as the nanocarrier and a membrane-damaging peptide, temporin L (TL), and its derivatives as the release-controllers. One system utilized branched peptides for proteases, and the other utilized phosphopeptides for phosphatases. In our systems, the target enzymes converted the non-membrane-damaging TL derivatives into membrane-damaging peptides and released the liposome inclusion. We demonstrated the use of our antimicrobial peptide-based controlled release systems for different enzymes and showed the promise of this technology as a novel theranostic tool.

    DOI: 10.1039/c6sc04435b

  • Fluorogenic probes reveal a role of GLUT4 N-glycosylation in intracellular trafficking 査読

    Shinya Hirayama, Yuichiro Hori, Zsolt Benedek, Tadashi Suzuki, Kazuya Kikuchi

    NATURE CHEMICAL BIOLOGY   12 ( 10 )   853 - +   2016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)  

    Glucose transporter 4 (GLUT4) is an N-glycosylated protein that maintains glucose homeostasis by regulating the protein translocation. To date, it has been unclear whether the N-glycan of GLUT4 contributes to its intracellular trafficking. Here, to clarify the role of the N-glycan, we developed fluorogenic probes that label cytoplasmic and plasma-membrane proteins for multicolor imaging of GLUT4 translocation. One of the probes, which is cell impermeant, selectively detected exocytosed GLUT4. Using this probe, we verified the 'log' of the trafficking, in which N-glycan-deficient GLUT4 was transiently translocated to the cell membrane upon insulin stimulation and was rapidly internalized without retention on the cell membrane. The results strongly suggest that the N-glycan functions in the retention of GLUT4 on the cell membrane. This study showed the utility of the fluorogenic probes and indicated that this imaging tool will be applicable for research on various membrane proteins that show dynamic changes in localization.

    DOI: 10.1038/NCHEMBIO.2156

  • Fabrication of “Clickable” Polyfluorene Nanowires with High Aspect Ratio as Biological Sensing Platforms 査読

    Wasin, T, Enomoto, K, Sakurai, T, Padalkar, V, Cheng, H, Tang, M, Horio, A, Sakamaki, D, Omichi, M, Saeki, A, Kikuchi, K, Hori, Y, Chiba, A, Saito, Y, Kamiya, T, Sugimoto, M, Seki, S

    ACS Sensors   1 ( 6 )   766 - 774   2016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)  

    Fabrication of "clickable" Polyfluorene Nanowires with High Aspect Ratio as Biological Sensing Platforms
    © 2016 American Chemical Society. "Clickable" nanowires with well-defined and uniform structures made of conjugated polyfluorene polymers were successfully fabricated by single particle nanofabrication technique (SPNT). Poly[(9,9-dihex-5-yn-1-ylfluorenyl-2,7-diyl)-co-(9,9′-di-n-octylfluorenyl-2,7-diyl)] (F6E8) and poly[(9,9-dihex-5-yn-1-ylfluorenyl-2,7-diyl)-co-(2,2′-bithiophene)] (F6E2T) underwent an efficient cross-linking reaction upon irradiation, resulting in formation of one-dimensional nanostructures with high and desired aspect ratio reaching up to 200. Alkyne groups on the surface of nanowires were functionalized effectively by click reaction with fluorescent 5-TAMRA-PEG3-azide, which was confirmed by confocal microscopy. Substrates functionalized with the nanowires provide dramatic expansion of "clickable" surface area immobilized directly with TAMRA, and the fluorescence resonance energy transfer (FRET) processes between TAMRA and nanowire backbones are demonstrated as biological sensing platforms.

    DOI: 10.1021/acssensors.6b00070

  • Redesign of a Fluorogenic Labeling System To Improve Surface Charge, Brightness, and Binding Kinetics for Imaging the Functional Localization of Bromodomains 査読

    Yuichiro Hori, Shinya Hirayama, Motoki Sato, Kazuya Kikuchi

    ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION   54 ( 48 )   14368 - 14371   2015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)  

    Protein labeling with fluorogenic probes is a powerful method for the imaging of cellular proteins. The labeling time and fluorescence contrast of the fluorogenic probes are critical factors for the precise spatiotemporal imaging of protein dynamics in living cells. To address these issues, we took mutational and chemical approaches to increase the labeling kinetics and fluorescence intensity of fluorogenic PYP-tag probes. Because of charge-reversal mutations in PYP-tag and probe redesign, the labeling reaction was accelerated by a factor of 18 in vitro, and intracellular proteins were detected with an incubation period of only 1 min. The brightness of the probe both in vitro and in living cells was enhanced by the mutant tag. Furthermore, we applied this system to the imaging analysis of bromodomains. The labeled mutant tag successfully detected the localization of bromodomains to acetylhistone and the disruption of the bromodomain-acetylhistone interaction by a bromodomain inhibitor.

    DOI: 10.1002/anie.201506935

  • Intramolecular Long-Distance Nucleophilic Reactions as a Rapid Fluorogenic Switch Applicable to the Detection of Enzymatic Activity 査読

    Reisuke Baba, Yuichiro Hori, Kazuya Kikuchi

    CHEMISTRY-A EUROPEAN JOURNAL   21 ( 12 )   4695 - 4702   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)  

    Long-distance intramolecular nucleophilic reactions are promising strategies for the design of fluorogenic probes to detect enzymatic activity involved in lysine modifications. However, such reactions have been challenging and hence have not been established. In this study, we have prepared fluorogenic peptides that induce intramolecular reactions between lysine nucleophiles and electrophiles in distal positions. These peptides contain a lysine and fluorescence-quenched fluorophore with a carbonate ester, which triggers nucleophilic transesterification resulting in fluorogenic response. Transesterification occurred under mild aqueous conditions despite the presence of a long nine-amino-acid spacer between the lysine and fluorophore. In addition, one of the peptides showed the fastest reaction kinetics with a half-life time of 3.7min. Furthermore, the incorporation of this fluorogenic switch into the probes allowed rapid fluorogenic detection of histone deacetylase (HDAC) activity. These results indicate that the transesterification reaction has great potential for use as a general fluorogenic switch to monitor the activity of lysine-targeting enzymes.

    DOI: 10.1002/chem.201406093

  • Development of Fluorogenic Probes for the Detection of Histone Deacetylase Activity 査読

    Yuichiro Hori, Reisuke Baba, Kazuya Kikuchi

    YAKUGAKU ZASSHI-JOURNAL OF THE PHARMACEUTICAL SOCIETY OF JAPAN   135 ( 1 )   23 - 29   2015年1月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Fluorescence imaging using synthetic probes is becoming increasingly popular as a chemistry-based technique for the analysis of biomolecules. Real-time visual information on various biological molecules can be obtained by designing probes with high flexibility. The focus of our research is to design fluorogenic probes which are non-fluorescent in their initial intact form, but exhibit enhanced fluorescence intensity upon reactions with target biomolecules. The fluorescence switch of these probes allows the detection of the function and the localization of biomolecules with a high signal-tonoise ratio. Thus far, we have succeeded in designing and synthesizing fluorogenic probes that visualize molecules involved in epigenetics. Histone deacetylases (HDACs) play an important role in the epigenetic regulation of gene expression. A significant amount of epigenetic information can be obtained by the detection of enzyme activity. However, the existing methods require complicated multistep procedures. To overcome this limitation, we developed fluorogenic probes for the detection of HDAC activity in a one-step procedure. In this review, the details of the strategy for probe design and the detection method have been described.

  • Small-Molecule-Based Protein-Labeling Technology in Live Cell Studies: Probe-Design Concepts and Applications 査読

    Shin Mizukami, Yuichiro Hori, Kazuya Kikuchi

    ACCOUNTS OF CHEMICAL RESEARCH   47 ( 1 )   247 - 256   2014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)  

    The use of genetic engineering techniques allows researchers to combine functional proteins with fluorescent proteins (FPs) to produce fusion proteins that can be visualized in living cells, tissues, and animals. However, several limitations of FPs, such as slow maturation kinetics or issues with photostability under laser illumination, have led researchers to examine new technologies beyond FP-based imaging. Recently, new protein-labeling technologies using protein/peptide tags and tag-specific probes have attracted increasing attention.
    Although several protein-labeling systems are commercially available, researchers continue to work on addressing some of the limitations of this technology. To reduce the level of background fluorescence from unlabeled probes, researchers have pursued fluorogenic labeling, in which the labeling probes do not fluoresce until the target proteins are labeled. In this Account, we review two different fluorogenic protein-labeling systems that we have recently developed.
    First we give a brief history of protein labeling technologies and describe the challenges involved in protein labeling. In the second section, we discuss a fluorogenic labeling system based on a noncatalytic mutant of beta-lactamase, which forms specific covalent bonds with beta-lactam antibiotics such as ampicillin or cephalosporin. Based on fluorescence (or Forster) resonance energy transfer and other physicochemical principles, we have developed several types of fluorogenic labeling probes. To extend the utility of this labeling system, we took advantage of a hydrophobic beta-lactam prodrug structure to achieve intracellular protein labeling. We also describe a small protein tag, photoactive yellow protein (PYP)-tag, and its probes. By utilizing a quenching mechanism based on close intramolecular contact, we incorporated a turn-on switch into the probes for fluorogenic protein labeling. One of these probes allowed us to rapidly image a protein while avoiding washout. In the future, we expect that protein-labeling systems with finely designed probes will lead to novel methodologies that allow researchers to Image biomolecules and to perturb protein functions.

    DOI: 10.1021/ar400135f

  • Protein labeling with fluorogenic probes for no-wash live-cell imaging of proteins 招待 査読

    Yuichiro Hori, Kazuya Kikuchi

    CURRENT OPINION IN CHEMICAL BIOLOGY   17 ( 4 )   644 - 650   2013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)  

    Protein labeling by using a protein tag and its specific fluorescent probe is increasingly becoming a useful technique for the real-time imaging of proteins in living cells. Recently, fluorogenic probes for protein labeling were developed. When using these probes; a washing step is not required for the removal of free probes from the cells, thus, allowing rapid detection of proteins in living cells with high signal-to-noise ratio. Various chemical principles have been applied in the designing of probes to include a turn-on fluorescence switch that is activated by the protein labeling reaction. In this review, we describe about the design strategy of the probes and the advances in fluorogenic protein labeling systems.

    DOI: 10.1016/j.cbpa.2013.05.015

  • Development of fluorogenic probes for quick No-Wash live-cell imaging of intracellular proteins 査読

    Yuichiro Hori, Tomoya Norinobu, Motoki Sato, Kyohei Arita, Masahiro Shirakawa, Kazuya Kikuchi

    Journal of the American Chemical Society   135 ( 33 )   12360 - 12365   2013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)  

    We developed novel fluorogenic probes for no-wash live-cell imaging of proteins fused to PYP-tag, which is a small protein tag recently reported by our group. Through the design of a new PYP-tag ligand, specific intracellular protein labeling with rapid kinetics and fluorogenic response was accomplished. The probes crossed the cell membrane, and cytosolic and nuclear localizations of PYP-tagged proteins without cell washing were visualized within a 6-min reaction time. The fluorogenic response was due to the environmental effect of fluorophore upon binding to PYP-tag. Furthermore, the PYP-tag-based method was applied to the imaging of methyl-CpG-binding domain localization. This rapid protein-labeling system combined with the small protein tag and designed fluorogenic probes offers a powerful method to study the localization, movement, and function of cellular proteins. © 2013 American Chemical Society.

    DOI: 10.1021/ja405745v

  • Development of a Fluorogenic Probe with a Transesterification Switch for Detection of Histone Deacetylase Activity 査読

    Reisuke Baba, Yuichiro Hori, Shin Mizukami, Kazuya Kikuchi

    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY   134 ( 35 )   14310 - 14313   2012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)  

    Histone deacetylases (HDACs) are key enzymatic regulators of many cellular processes such as gene expression, cell cycle, and tumorigenesis. These enzymes are attractive targets for drug development. However, very few simple methods for monitoring HDAC activity have been reported. Here, we have developed a fluorogenic probe, K4(Ac)-CCB, which consists of the histone H3 peptide containing acetyl-Lys and a coumarin fluorophore with a carbonate ester. By the simple addition of the probe to a HDAC solution, enzyme activity was clearly detected through spontaneous intramolecular transesterification, which renders the probe fluorescent. In addition, K4(Ac)-CCB can be applied to the evaluation of HDAC inhibitor activity. This is the first report to demonstrate the monitoring of HDAC activity by using a one-step procedure. Thus, our novel fluorogenic probe will provide a powerful tool for epigenetic research and the discovery of HDAC-targeted drugs.

    DOI: 10.1021/ja306045j

  • Intracellular Protein Labeling with Prodrug-Like Probes Using a Mutant beta-Lactamase Tag 査読

    Shuji Watanabe, Shin Mizukami, Yuri Akimoto, Yuichiro Hori, Kazuya Kikuchi

    CHEMISTRY-A EUROPEAN JOURNAL   17 ( 30 )   8342 - 8349   2011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)  

    Intracellular protein labeling with small molecular probes that do not require a washing step for the removal of excess probe is greatly desired for real-time investigation of protein dynamics in living cells. Successful labeling of proteins on the cell membrane has been performed using mutant beta-lactamase tag (BL-tag) technology. In the present study, intracellular protein labeling with novel cell membrane permeable probes based on beta-lactam prodrugs is described. The prodrug-based probes quickly permeated the plasma membranes of living mammalian cells, and efficiently labeled intracellular proteins at low probe concentrations. Because these cell-permeable probes were activated only inside cells, simultaneous discriminative labeling of intracellular and cell surface BL-tag fusion proteins was attained by using cell-permeable and impermeable probes. Thus, this technology enables adequate discrimination of the location of proteins labeled with the same protein tag, in conjunction with different color probes, by dual-color fluorescence. Moreover, the combination of BL-tag technology and the prodrug-based probes enabled the labeling of target proteins without requiring a washing step, owing to the efficient entry of probes into cells and the fast covalent labeling achieved with BL-tag technology after bioactivation. This prodrug-based probe design strategy for BL-tags provides a simple experimental procedure with application to cellular studies with the additional advantage of reduced stress to living cells.

    DOI: 10.1002/chem.201100973

  • Switching Modulation for Protein Labeling with Activatable Fluorescent Probes 査読

    Kalyan K. Sadhu, Shin Mizukami, Yuichiro Hori, Kazuya Kikuchi

    CHEMBIOCHEM   12 ( 9 )   1299 - 1308   2011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: 10.1002/cbic.201100137

  • Cell-Surface Protein Labeling with Luminescent Nanoparticles through Biotinylation by Using Mutant beta-Lactamase-Tag Technology 査読

    Akimasa Yoshimura, Shin Mizukami, Yuichiro Hori, Shuji Watanabe, Kazuya Kikuchi

    CHEMBIOCHEM   12 ( 7 )   1031 - 1034   2011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/cbic.201100021

  • Multicolor Protein Labeling in Living Cells Using Mutant beta-Lactamase-Tag Technology 査読

    Shuji Watanabe, Shin Mizukami, Yuichiro Hori, Kazuya Kikuchi

    BIOCONJUGATE CHEMISTRY   21 ( 12 )   2320 - 2326   2010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)  

    Protein labeling techniques using small molecule probes have become important as practical alternatives to the use of fluorescent proteins (FPs) in live cell imaging. These labeling techniques can he applied to more sophisticated fluorescence imaging studies such as pulse-chase imaging. Previously, we reported a novel protein labeling system based on the combination of a mutant beta-lactamase (BL-tag) with coumarin-derivatized probes and its application to specific protein labeling on cell membranes. In this paper, we demonstrated the broad applicability of our BL-tag technology to live cell imaging by the development of a series of fluorescence labeling probes for this technology, and the examination of the functions of tartlet proteins. These new probes have a fluorescein or rhodamine chromophore, each of which provides enhanced photophysical properties relative to coumarins for the purpose of cellular imaging. These probes were used to specifically label the BL-tag protein and could he used with other small molecule fluorescent probes. Simultaneous labeling using our new probes with another protein labeling technology was found to be effective. In addition, it was also confirmed that this technology has a low interference with respect to the functions of target proteins in comparison to GFP. Highly specific and fast covalent labeling properties of this labeling technology is expected to provide robust tools for investigating protein functions in living cells, and future applications can be improved by combining the BL-tag technology with conventional imaging techniques. The combination of probe synthesis and molecular biology techniques provides the advantages of both techniques and can enable the design of experiments that cannot currently be performed using existing tools.

    DOI: 10.1021/bc100333k

  • Photocontrolled Compound Release System Using Caged Antimicrobial Peptide 査読

    Shin Mizukami, Mariko Hosoda, Takafumi Satake, Satoshi Okada, Yuichiro Hori, Toshiaki Furuta, Kazuya Kikuchi

    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY   132 ( 28 )   9524 - 9525   2010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)  

    A novel photocontrolled compound release system using liposomes and a caged antimicrobial peptide was developed. The caged antimicrobial peptide was activated by UV irradiation, resulting in the formation of pores on the liposome surface to release the contained fluorophores. The compound release could be observed using fluorescence measurements and time-lapse fluorescence microscopy. UV irradiation resulted in a quick release of the inclusion compounds (within 1 min in most cases) under simulated physiological conditions. The proposed system is expected to be applicable in a wide range of fields from cell biology to clinical sciences.

    DOI: 10.1021/ja102167m

  • Noncovalent-Interaction-Promoted Ligation for Protein Labeling 査読

    Yuichiro Hori, Yuka Egashira, Ryosuke Kamiura, Kazuya Kikuchi

    CHEMBIOCHEM   11 ( 5 )   646 - 648   2010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: 10.1002/cbic.201000007

  • Photoactive Yellow Protein-Based Protein Labeling System with Turn-On Fluorescence Intensity 査読

    Yuichiro Hori, Hideki Ueno, Shin Mizukami, Kazuya Kikuchi

    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY   131 ( 46 )   16610 - +   2009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)  

    Protein labeling provides significant information about protein function. In this research, we developed a novel protein labeling technique by utilizing photoactive yellow protein (PYP). PYP is a small protein (14 kDa) derived from purple bacteria and binds to 7-hydroxycoumarin-3-carboxylic acid as well as to a natural ligand, 4-hydroxycinnamic acid, through a thioester bond with Cys69. Based on the structure and fluorescence property of this coumarin derivative, we designed two fluorescent I probes that bind to PYP. One has an azido moiety, which allows stepwise labeling by click chemistry, and the other is a fluorogenic probe. The live-cell imaging and specific labeling of PYP were achieved by using both probes. The flexibility of the probe design and the small size of the tag protein are great advantages of this system against the existing methods. This novel labeling technique can be used in a wide variety of applications for biological research.

    DOI: 10.1021/ja904800k

  • Covalent Protein Labeling Based on Noncatalytic beta-Lactamase and a Designed FRET Substrate 査読

    Shin Mizukami, Shuji Watanabe, Yuichiro Hori, Kazuya Kikuchi

    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY   131 ( 14 )   5016 - +   2009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)  

    Techniques for labeling proteins with small molecules have attracted the attention of many life scientists. We have developed a novel protein labeling system that combines a genetically modified, noncatalytic B-lactamase variant and specific mechanism-based fluorescent probes. Rational design of the tag protein and the labeling probes enables highly specific incorporation of the fluorogen. The feasibility of our approach was confirmed by gel electrophoresis, mass spectrometry, fluorescence spectroscopy, and fluorescence microscopic imaging. Labeling techniques that satisfy the dual criteria of specificity and fluorogenicity have rarely been reported. As a consequence, this method could be a broadly useful research tool in the field of life science.

    DOI: 10.1021/ja8082285

  • Paramagnetic relaxation-based F-19 MRI probe to detect protease activity 査読

    Shin Mizukami, Rika Takikawa, Fuminori Sugihara, Yuichiro Hori, Hidehito Tochio, Markus Walchli, Masahiro Shirakawa, Kazuya Kikuchi

    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY   130 ( 3 )   794 - +   2008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)  

    A novel design principle for F-19 MRI probes detecting protease activity was developed. This principle is based on F-19 MRI signal quenching by the intramolecular paramagnetic effect from Gd3+. The intramolecular Gd3+ dramatically attenuated the F-19 probe signal, and the paramagnetic effect was cancelled by the probe hydrolyzation by caspase-3. Using this probe, it was shown that the probe could detect caspase-3 activity spatially from a phantom image using F-19 MRI.

    DOI: 10.1021/ja077058z

  • Effects of Zn(II) binding and apoprotein structural stability on the conformation change of designed antennafinger proteins 査読

    Y Hori, Y Sugiura

    BIOCHEMISTRY   43 ( 11 )   3068 - 3074   2004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)  

    Ligand-induced conformation change is a general strategy for controlling protein function. In this work, we demonstrate the relationships between ligand binding and conformational stability using a previously designed protein, Ant-F, which undergoes a conformation change upon Zn(II) binding. To investigate the effect of stabilization of the apo structure on the conformation change, we also created a novel protein, Ant-F-HI, into which mutations are introduced to increase its stability over that of Ant-F. The chemical denaturation experiments clarified that apo-Ant-F-H1 is more stable than apo-Ant-F (DeltaDeltaG = -1.28 kcal/mol) and that the stability of holo-Ant-F-H I is almost the same as that of holo-Ant-F. The Zn(II) binding assay shows that the affinity of Zn(II) for Ant-F-HI is weaker than that for Ant-F (DeltaDeltaG = 1.40 kcal/mol). A large part of the increased value of free energy in stability corresponds to the decreased value of free energy in Zn(II) binding, indicating that the stability of the apo structure directly affects the conformation change. The denaturation experiments also reveal that Zn(II) destabilizes the conformation of both proteins. From the thermodynamic linkage, Zn(II) is thought to bind to the unfolded state with high affinity. These results suggest that the binding of Zn(II) to the unfolded state is an important factor in the conformational change as well as the stability of the apo and holo structures.

    DOI: 10.1021/bi035742u

  • Conversion of Antennapedia homeodomain to zinc finger-like domain: Zn(II)-induced change in protein conformation and DNA binding 査読

    Y Hori, Y Sugiura

    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY   124 ( 32 )   9362 - 9363   2002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)  

    DOI: 10.1021/ja026577t

  • Design of novel zinc finger proteins: towards artificial control of specific gene expression 査読

    M Imanishi, Y Hori, M Nagaoka, Y Sugiura

    EUROPEAN JOURNAL OF PHARMACEUTICAL SCIENCES   13 ( 1 )   91 - 97   2001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)  

    In this review, we summarize design strategies for generating proteins with desired sequences such as long contiguous base pairs and diverse sequence specificities based on the nature of Cys(2)-His(2) zinc finger proteins. Recent progress towards artificial DNA binding proteins has been achieved by structure-based design processes and by selection strategies. Indeed, a multi-zinc finger protein with an 18 (or 27)-base pair address, and new zinc finger proteins for diverse DNA target sites (TATA-box and p53 binding site) have been created successfully. Such novel zinc finger proteins will probably be useful tools in molecular biology and potentially in human medicine. (C) 2001 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

    DOI: 10.1016/S0928-0987(00)00212-8

  • Multiconnection of identical zinc finger: Implication for DNA binding affinity and unit modulation of the three zinc finger domain 査読

    M Nagaoka, T Kaji, M Imanishi, Y Hori, W Nomura, Y Sugiura

    BIOCHEMISTRY   40 ( 9 )   2932 - 2941   2001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)  

    Cys(2)-His(2)-type zinc finger proteins have a tandemly repeated array structure consisting of independent finger modules. They are expected to elevate the DNA binding affinity and specificity by increasing the number of finger modules. To investigate the relation between the number and the DNA binding affinity of the zinc finger, we have designed the two- to four-finger peptides by connecting the central zinc finger (finger 2) of Sp1 with the canonical linker sequence, Thr-Gly-Glu-Lys-Pro. Gel mobility shift assays reveal that the cognate three- and four-finger peptides, Sp1(zf222) and Sp1(zf2222), strongly bind to the predicted target sequences, but the two-finger peptide, Sp1(zf22), does not. Of special interest is the fact that the dissociation constant for Spl(zf2222) binding to the target DNA is comparable to that for Spl(zf222). The methylation interference, DNase I and hydroxyl radical footprintings, and circular permutation analyses demonstrate that Spl(zf2222) binds to its target site with three successive zinc fingers and the binding of the fourth zinc finger is inhibited by DNA bending induced by the binding of the three-finger domain. The present results strongly indicate that the zinc finger protein binds to DNA by the three-finger domain as one binding unit. In addition, this information provides the basis for the design of a novel multifinger protein with high affinity and specificity for long DNA sequences, such as chromosomal DNAs.

    DOI: 10.1021/bi001762+

  • Artificial zinc finger peptide containing a novel His(4) domain 査読

    Y Hori, K Suzuki, Y Okuno, M Nagaoka, S Futaki, Y Sugiura

    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY   122 ( 32 )   7648 - 7653   2000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)  

    Zinc finger constitutes one of the most common DNA binding motifs. Although zinc finger proteins consisting of Cys(2)His(2), Cys(3)His, Cys(4), and Cys(6) domains are known in nature, a novel His(4) zinc finger protein has never been observed. Herein, we have created the first artificial His(4)-type zinc finger protein (H(4)Sp1) engineered by Cys --> His mutations of the Cys(2)His(2)type zinc finger transcription factor Sp1. The CD features of the single finger H(4)Sp1f2 and three-finger H(4)Sp1 clearly demonstrate the folding of the mutant His(4) peptides by complexation with Zn(II). The NMR study of Zn(II)-H(4)Sp1f2 reveals that some distortions of the helical region occur due to Zn(II) coordination. The gel mobility shift assay and DNase I footprinting analysis strongly show the binding of Zn(II)-H(4)Sp1 to the GC-box site of duplex DNA. The methylation interference pattern of Zn(II)-H(4)Sp1 binding significantly resembles that of the corresponding C(2)H(2)Sp1 binding. The present artificial peptide H(4)Sp1 is the first example of a zinc finger containing the His4 domain. Of special interest is the fact that the zinc finger domains of H(4)Sp1 are folded (although not identical to the native structure) and bind DNA similar to wild-type C(2)H(2)Sp1.

    DOI: 10.1021/ja994009g

  • DNA-bending finger: Artificial design of 6-zinc finger peptides with polyglycine linker and induction of DNA bending 査読

    M Imanishi, Y Hori, M Nagaoka, Y Sugiura

    BIOCHEMISTRY   39 ( 15 )   4383 - 4390   2000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)  

    DNA structural changes such as bending play an important role in various biological reactions. Not only protein binding to its specific DNA sequence but also DNA bending induced by the protein is indispensable for unique gene expression. Therefore, an artificial protein that induces a DNA conformational change is interesting as a transcriptional regulator of a specific gene. We created 6-zinc finger proteins, Sp1ZF6(Gly)n (n = 4, 7, 10), by connecting two DNA binding domains of transcription factor Sp1 with flexible polyglycine peptide linkers, and their effects on DNA structure were compared with that of native 3-zinc finger Sp1(530-623). Gel electrophoretic methods revealed that Sp1ZF6(Gly)7 and Sp1ZF6(Gly)10 bind to two distal GC boxes and result in DNA bending. Evidently, the hydroxyl radical footprinting analysis demonstrated that hypersensitive cleavage was observed at the 5'-TA step in the intervening region bound by Sp1ZF6(Gly)7 or Sp1ZF6(Gly)10. The phasing assays strongly suggested that the induced DNA bending was directed toward the major groove and that Sp1ZF6(Gly)7 caused the most drastic directional change in DNA bending. Of special interest are the facts that the newly designed 6-finger peptides Sp1ZF6(Gly)7 and Sp1ZF6(Gly)10 can induce DNA bending at the intervening region of the two distal binding sites and that the linker length between two 3-zinc finger motifs has a crucial effect on the entire DNA-bending direction. Such DNA-bending fingers may be feasible for use as a gene expression regulator based on the structural change in DNA in the future.

    DOI: 10.1021/bi992989b

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講演・口頭発表等

  • ラベル化ケミストリーによる膜タンパク質の多重局在の可視化 招待

    @堀 雄一郎

    蛋白質科学会第23回年会  2024年7月 

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    開催年月日: 2024年7月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:名古屋国際会議場   国名:日本国  

  • タンパク質・核酸の化学修飾を可視化するタグ・蛍光プローブ技術 招待

    @堀 雄一郎

    第96回生化学会大会  2023年11月 

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    開催年月日: 2023年10月 - 2024年11月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:福岡国際会議場   国名:日本国  

  • 合成分子とタンパク質を用いた生体分子イメージング

    @堀 雄一郎

    第4回構造生命科学研究会  2023年12月 

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    開催年月日: 2023年12月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:横浜市大みなとみらいサテライトキャンパス   国名:日本国  

  • pH変化とタンパク質分解を可視化するマルチスイッチ型蛍光プローブの開発

    堀 雄一郎、福田渓太、菊地和也

    日本ケミカルバイオロジー学会 第17回年会  2023年5月 

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    開催年月日: 2023年5月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

  • タンパク質の多重局在を可視化するタンパク質ラベル化技術 招待

    堀 雄一郎

    日本薬学会第143年会  2023年3月 

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    開催年月日: 2023年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:北海道札幌市   国名:日本国  

  • 多重局在を示すタンパク質を可視化する蛍光プローブ

    堀 雄一郎

    第3回構造生命科学研究会  2022年6月 

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    開催年月日: 2022年12月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:兵庫県姫路市   国名:日本国  

  • タンパク質ラベル化技術を用いた生体分子蛍光イメージング 招待

    堀 雄一郎

    医用分光学研究会第20回年会  2022年10月 

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    開催年月日: 2022年10月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

  • ケミカルバイオロジーが挑む生体分子の化学修飾 タンパク質・核酸の化学修飾を可視化するタグ・蛍光プローブ技術

    堀 雄一郎

    日本生化学会大会プログラム・講演要旨集  2023年10月  (公社)日本生化学会

     詳細を見る

    記述言語:日本語  

  • PYPタグとOFF-ON-OFF型蛍光プローブを用いたタンパク質分解の検出

    太田 航司郎, Gao Jingchi, 橋本 明莉, 菊地 和也, 堀 雄一郎

    日本生化学会大会プログラム・講演要旨集  2023年10月  (公社)日本生化学会

     詳細を見る

    記述言語:日本語  

  • GLUT4相互作用タンパク質の検出を目的としたビオチン化プローブ・基質の開発

    御手洗 拓真, 寺下 功一郎, 菊地 和也, 堀 雄一郎

    日本生化学会大会プログラム・講演要旨集  2023年10月  (公社)日本生化学会

     詳細を見る

    記述言語:日本語  

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MISC

  • 生体を観察するための化学 蛍光タンパク質とタグタンパク質

    足立惇弥, 寺井琢也, 針尾紗彩, Robert E. Campbell, 堀 雄一郎

    現代化学   7月号(640号)   33 - 39   2024年7月

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    記述言語:日本語  

    researchmap

  • タンパク質標識技術によるイメージング法の進展 査読

    #上川 拓也, @堀 雄一郎

    2024年5月

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    記述言語:日本語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)  

  • Recent advancements of fluorescent biosensors using semisynthetic probes 査読

    Shahi Imam Reja, Masafumi Minoshima, @Yuichiro Hori, Kazuya Kikuchi

    Biosensors and Bioelectronics   2024年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.bios.2023.115862

  • タンパク質標識技術によるイメージング法の進展

    上川 拓也, 堀 雄一郎

    高分子   72 ( 8 )   379 - 381   2023年8月

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    記述言語:日本語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)  

    researchmap

  • ヒストン修飾酵素の活性を検出する蛍光プローブの開発と応用

    堀 雄一郎, 菊地 和也

    大阪大学低温センターだより   2012年4月

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    記述言語:日本語  

  • The engineering, structure, and DNA binding properties of a novel His4-type zinc finger peptide.

    Y. Hori, K. Suzuki, Y. Okuno, M. Nagaoka, S. Futaki, Y. Sugiura

    Nucleic acids symposium series   2000年1月

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    記述言語:英語  

    We have created a novel His4-type zinc finger protein (H4Sp1) engineered by Cys-- > His mutations of the Cys2His2-type zinc finger in transcription factor Sp1. The CD and NMR studies reveal that the His4 domain has Zn(II)-dependent folding properties and similar secondary structures to wild-type Cys2His2 domain. The DNA binding experiments demonstrate that H4Sp1 can bind DNA in a specific way. The present artificial peptide H4Sp1 will provide valuable information about the interaction between a metallopeptide and DNA.

    DOI: 10.1093/nass/44.1.295

  • 合成蛍光プローブと発現タンパク質を用いた新規タンパク質ラベル化システム

    堀 雄一郎,菊地 和也

    生化学   1900年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)  

  • ヒストン修飾酵素の活性を検出する蛍光プローブの開発と応用

    堀 雄一郎,菊地 和也

    大阪大学低温センターだより   1900年

     詳細を見る

    掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)  

  • 発蛍光プローブによる次世代型タンパク質標識技術 -化学アプローチに基づくタンパク質蛍光イメージングの新展開

    堀 雄一郎,菊地 和也

    化学   1900年

     詳細を見る

    掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)  

  • PYPタグと発蛍光プローブを利用したタンパク質の生細胞蛍光イメージング

    堀 雄一郎,菊地 和也

    化学と生物   1900年

     詳細を見る

    掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)  

  • 生細胞でのタンパク質蛍光標識技術の開発と糖鎖機能の解明

    堀 雄一郎,菊地 和也

    生体の科学   1900年

     詳細を見る

    掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)  

  • GLUT4の細胞内動態を可視化する 化学アプローチで明らかとなった糖鎖の役割

    堀 雄一郎,菊地 和也

    化学と生物   1900年

     詳細を見る

    掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)  

  • ケミカルバイオロジーと分子イメージング

    堀 雄一郎,菊地 和也

    感染・炎症・免疫   1900年

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    掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)  

  • ヒストンデアセチラーゼ活性を検出する発蛍光プローブの開発

    堀 雄一郎,菊地 和也

    薬学雑誌   1900年

     詳細を見る

    掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)  

  • ヒストン脱アセチル化酵素の活性を検出する化学プローブの開発

    堀 雄一郎,菊地 和也

    生体の科学   1900年

     詳細を見る

    掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)  

  • PYPタグと発蛍光プローブを利用した生細胞タンパク質イメージング技術の開発

    堀 雄一郎,菊地 和也

    Dojin News   1900年

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    掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)  

  • PYPタグと発蛍光プローブを用いた生細胞タンパク質イメージング法 の開発と応用

    堀 雄一郎,菊地 和也

    バイオサイエンスとインダストリー   1900年

     詳細を見る

    掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)  

  • タンパク質イメージング技術の新展開

    堀 雄一郎,菊地 和也

    バイオサイエンスとバイオインダストリー   1900年

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    掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)  

  • 発蛍光型スイッチ機能を持ったタンパク質ラベル化技術の開発による細胞内標的分子イメージング

    堀 雄一郎,菊地 和也

    CSJ Current Review   1900年

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    掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)  

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産業財産権

特許権   出願件数: 1件   登録件数: 2件
実用新案権   出願件数: 0件   登録件数: 0件
意匠権   出願件数: 0件   登録件数: 0件
商標権   出願件数: 0件   登録件数: 0件

所属学協会

  • アメリカ化学会

  • 日本ケミカルバイオロジー学会

  • 日本分子イメージング学会

  • 日本分子生物学会

  • 日本化学会

  • 日本化学会フロンティア生命化学研究会

  • 日本化学会生体機能関連化学部会

  • 生物物理学会

  • 薬学会

  • 蛋白質科学会

  • 日本生化学会

  • 蛋白質科学会

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  • 薬学会

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  • 生物物理学会

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  • 日本生化学会

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  • 日本化学会生体機能関連化学部会

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  • 日本化学会フロンティア生命化学研究会

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  • 日本化学会

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  • 日本分子生物学会

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  • 日本分子イメージング学会

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  • 日本ケミカルバイオロジー学会

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  • アメリカ化学会

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委員歴

  • 日本生化学会九州支部   評議員   国内

    2023年6月 - 現在   

  • 「生体適合化学の進歩」インタラクティブフォーラム   運営委員   国内

    2021年1月 - 現在   

  • 日本ケミカルバイオロジー学会   産学連携委員   国内

学術貢献活動

  • シンポジウムオーガナイザー

    第96回生化学会大会 ケミカルバイオロジーが挑む生体分子の化学修飾  ( 福岡国際会議場 ) 2024年11月

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    種別:大会・シンポジウム等 

  • 幹事

    第19回ABC-InFO講演会・交流会  ( オンライン ) 2023年11月

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    種別:大会・シンポジウム等 

  • 学術論文等の審査

    役割:査読

    2023年

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    種別:査読等 

    外国語雑誌 査読論文数:4

  • 幹事

    第11回ABC-InFO講演会・交流会  ( オンライン ) 2022年6月

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    種別:大会・シンポジウム等 

  • 幹事

    第4回ABC-InFO講演会・交流会  ( オンライン ) 2021年6月

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    種別:大会・シンポジウム等 

  • 実行委員長

    新学術領域「化学コミュニ」若手シンポジウム  ( 大阪大学 ) 2019年6月

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    種別:大会・シンポジウム等 

  • 実行委員

    15th International Symposium on Applied Bioinorganic Chemistry  ( Nara Kasugano International Forum IRAKA Japan ) 2019年6月

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    種別:大会・シンポジウム等 

  • 実行委員会協力委員

    日本ケミカルバイオロジー学会第9回年会  ( 大阪大学 ) 2014年6月

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    種別:大会・シンポジウム等 

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • フルギミド光化学を基盤とした超解像可視光スイッチング分子の開発と応用

    2024年4月 - 2027年3月

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    担当区分:研究代表者 

    本研究では、フルギミドというフォトクロミック分子に着目した分子デザインにより、可視光照射により、蛍光強度を変調できる可視光スイッチング分子を開発し、超解像イメージングを達成する。また、我々が独自に開発してきたタグタンパク質標識技術を用いて、開発した可視光スイッチング分子で細胞内タンパク質を特異的に標識する方法を確立する。さらに、その標識技術により、GLUT4の動態を超解像イメージングし、細胞内移行経路を明らかにし、糖尿病治療の鍵となるGLUT4の動態異常に関する知見を提供する。

  • フルギミド光化学を基盤とした超解像可視光スイッチング分子の開発と応用

    研究課題/領域番号:24K01647  2024年 - 2026年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    堀 雄一郎

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    担当区分:研究代表者  資金種別:科研費

    本研究では、フルギミドというフォトクロミック分子に着目した分子デザインにより、可視光照射により、蛍光強度を変調できる可視光スイッチング分子を開発し、超解像イメージングを達成する。また、申請者が独自に開発してきたタグタンパク質標識技術を用いて、開発した可視光スイッチング分子で細胞内タンパク質を特異的に標識する方法を確立する。さらに、その標識技術により、GLUT4の動態を超解像イメージングし、細胞内移行経路を明らかにし、糖尿病治療の鍵となるGLUT4の動態異常に関する知見を提供する。

    CiNii Research

  • 2023年度研究助成金/GLUT4動態を可視化するマルチ蛍光スイッチプローブ

    2023年

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    資金種別:寄附金

  • 開発研究助成/小胞体ストレスを可視化する化学・生命科学ハイブリッドプローブの開発

    2023年

      詳細を見る

    資金種別:寄附金

  • 2023年度研究援助/マルチ蛍光スイッチプローブによるGLUT4の細胞内動態の可視化

    2023年

      詳細を見る

    資金種別:寄附金

  • 2023 年度Ⅲ研究助成金/化学スイッチ機能を持つメチル化RNA 可視化プローブの開発と応用

    2023年

      詳細を見る

    資金種別:寄附金

  • 研究助成金/メチル化RNAを可視化する化学プローブの開発

    2022年

      詳細を見る

    資金種別:寄附金

  • 化学プローブで「みる」タンパク質膜動態の糖鎖制御

    2021年10月 - 2024年3月

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    担当区分:研究代表者 

    多くの膜タンパク質は、細胞内において必要な時に必要な場所へ移動することで、生理機能を制御する。その動きは驚くほどダイナミックで、細胞膜から細胞内に内在化するだけでなく、小胞膜に乗り細胞外へと分泌され、遠く離れた組織へと運ばれていく。このタンパク質の「膜動態」は、生理機能や疾患において決定的な役割を果たしている。糖鎖は、膜タンパク質の膜動態の制御に関わることが報告されつつあるが、その詳細や全貌はほとんど明らかになっていない。そこで、本研究では、独自のタンパク質ラベル化法を用いることで、この膜動態を糖鎖がどのように制御しているかを「みる」技術を開発する。

  • 糖鎖ケミカルノックインが拓く膜動態制御

    研究課題/領域番号:21H05073  2021年8月 - 2024年3月

    科学研究費助成事業  学術変革領域研究(B)

    生長 幸之助, 堀 雄一郎, 真鍋 良幸, 浅野 圭佑, 上田 善弘

      詳細を見る

    資金種別:科研費

    本領域研究では「生体適合反応化学を用いた糖鎖修飾(糖鎖ケミカルノックイン)による膜タンパク質動態の人為制御」を達成目標に据える。必要な技術開発を並行分担的に遂行すべく、下記3班で研究組織を構成し、各班員が横断的に関わることで融合研究を進めていく。総括班は計画班を広報・企画事務・共有設備提供などの観点から支援する。
    A01:糖鎖修飾タンパク質を膜上で「つくる」
    A02:化学プローブでタンパク質膜動態の糖鎖制御を「みる」
    A03:糖鎖修飾と外部刺激でタンパク質膜動態を「あやつる」

    CiNii Research

  • 小胞体ストレスを可視化するSemisyntheticプローブの開発

    研究課題/領域番号:21K19048  2021年7月 - 2024年3月

    科学研究費助成事業  挑戦的研究(萌芽)

    堀 雄一郎

      詳細を見る

    資金種別:科研費

    本研究では、蛍光スイッチ機能を持つ合成蛍光色素とミスフォールディング蛋白質の分子認識機能を持つ蛋白質を連結した“Semisynthetic”プローブを開発する。色素と蛋白質を細胞内で連結するために、独自のPYPタグ蛋白質ラベル化技術を応用する。このプローブを用いて、小胞体ストレス下のミスフォールディング蛋白質を生細胞で検出する。更に、この技術を応用して糖尿病発症過程の解明に役立てることを目指す。

    CiNii Research

  • 小胞体ストレスを可視化するSemisyntheticプローブの開発

    2021年4月 - 2024年3月

      詳細を見る

    担当区分:研究代表者 

    膜蛋白質や分泌蛋白質は、小胞体で生合成された後、機能を持った特定の立体構造へとフォールディングする。一方、炎症や有害化学物質などにより小胞体にストレスがかかると正常に構造形成できないミスフォールディング蛋白質が蓄積し、その結果、糖尿病や神経変性疾患等の様々な疾病を引き起こす。このため、ミスフォールディング蛋白質の可視化は、疾病時の細胞のストレス状態を知るとともに、ミスフォールディング蛋白質が関与する病態機構の解明に繋がる。しかしながら、小胞体ストレス時にミスフォールディング蛋白質を生細胞で可視化する技術は、その重要性にも関わらず開発されていない。このため、その可視化技術の開発は、基礎科学の観点に加え、疾病解明のためにも強く望まれている。そこで、独自の蛋白質標識法を応用することで、化学原理に基づき合成蛍光色素と蛋白質からなる“Semisynthetic”プローブを開発し、小胞体ストレス下のミスフォールディング蛋白質を生細胞で検出する。

  • 化学プローブで「みる」タンパク質膜動態の糖鎖制御

    研究課題/領域番号:21H05075  2021年 - 2023年

    日本学術振興会・文部科学省  科学研究費助成事業  学術変革領域研究(B)

    堀 雄一郎

      詳細を見る

    担当区分:研究代表者  資金種別:科研費

    糖鎖は、膜タンパク質の膜動態の制御に関わることが報告されつつあるが、その詳細や全貌はほとんど明らかになっていない。本研究では、独自のタンパク質ラベル化法を用いることで、この膜動態を糖鎖がどのように制御しているかを「みる」技術を開発する。さらに、その技術を応用することで、膜上のタンパク質間またはタンパク質・糖鎖相互作用や膜タンパク質の細胞内・細胞間動態、および膜動態の糖鎖による人為的制御を「みる」。

    CiNii Research

  • 小胞体ストレスを可視化する”Semisynthetic”プローブの開発

    2021年 - 2022年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  挑戦的研究(萌芽)

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    担当区分:研究代表者  資金種別:科研費

  • 蛍光制御技術が解き明かす代謝関連タンパク質の動態応答メカニズム

    2020年4月 - 2024年3月

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    担当区分:研究代表者 

    本研究では、独自のタンパク質蛍光標識法を用い、蛍光を化学原理に基づき制御することで、代謝に関するタンパク質が引き起こすダイナミックな生命現象を解明する。第一は、タンパク質を標識すると蛍光性になり、タンパク質の分解に伴い蛍光が減少するOFF-ON-OFF型蛍光プローブを開発する。第二は、pHに応答するマルチ蛍光スイッチプローブを開発する。更には、応用研究として、グルコース輸送体GLUT4の内在化から分解に至る過程を可視化する。

  • 蛍光制御技術が解き明かす代謝関連タンパク質の動態応答メカニズム

    研究課題/領域番号:20H02879  2020年4月 - 2023年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    堀 雄一郎

      詳細を見る

    資金種別:科研費

    本研究では、タンパク質蛍光標識法を用い、化学原理に基づき蛍光を制御することで、代謝に関するタンパク質が引き起こすダイナミックな生命現象を解明する。第一は、タンパク質を標識すると蛍光性になり、タンパク質の分解に伴い蛍光が減少するOFF-ON-OFF型蛍光プローブにより、ストレス応答時におけるタンパク質分解を可視化する。第二は、pHに応答するマルチ蛍光スイッチプローブを開発し、膜タンパク質の内在化から分解に至る過程を可視化する。本研究では、これらのタンパク質の動態制御機構を明らかにし、疾病治療に役立つ知見を得る。

    CiNii Research

  • 蛍光制御技術が解き明かす代謝関連タンパク質の動態応答メカニズム

    2020年 - 2022年

    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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    担当区分:研究代表者  資金種別:科研費

  • 東レ科学技術研究助成

    2020年

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    資金種別:寄附金

  • 蛍光スイッチ分子の化学デザインと生体イメージング

    2018年 - 2019年

    日本学術振興会・文部科学省  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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    担当区分:研究代表者  資金種別:科研費

  • 4Dケミカルヌクレオミクス基盤技術の開発

    2018年 - 2019年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  挑戦的研究(萌芽)

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    担当区分:研究代表者  資金種別:科研費

  • 旭硝子財団研究奨励

    2018年

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    資金種別:寄附金

  • 合成分子と蛋白質を駆使した膜蛋白質の動態解明技術の開発

    2017年 - 2019年

    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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    担当区分:研究代表者  資金種別:科研費

  • ケミカルバイオロジーを基盤としたシグナル伝達可視化・制御技術の開発

    2017年 - 2019年

    日本学術振興会・文部科学省  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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    担当区分:研究代表者  資金種別:科研費

  • 蛍光制御分子の化学デザインと生体イメージング

    2016年 - 2017年

    日本学術振興会・文部科学省  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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    担当区分:研究代表者  資金種別:科研費

  • OFF-ON-OFF蛍光スイッチ原理を持つ蛋白質標識プローブの開発

    2016年 - 2017年

    科学研究費助成事業  挑戦的萌芽研究

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    担当区分:研究代表者  資金種別:科研費

  • 発蛍光プローブが拓く生体分子ダイナミクスイメージング

    2014年 - 2016年

    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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    担当区分:研究代表者  資金種別:科研費

  • 持田記念医学薬学振興財団研究助成金

    2014年

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    資金種別:寄附金

  • 内藤記念科学振興財団研究助成

    2014年

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    資金種別:寄附金

  • 光受容蛋白質を利用した光活性化小分子の開発と生物応用

    2013年 - 2014年

    科学研究費助成事業  挑戦的萌芽研究

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    担当区分:研究代表者  資金種別:科研費

  • 立体構造に基づく化学プローブ設計と蛋白質の機能制御・局在イメージング

    2012年 - 2016年

    戦略的創造研究推進事業 (文部科学省)

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    担当区分:研究代表者  資金種別:受託研究

  • 上原記念生命科学財団研究奨励金

    2012年

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    資金種別:寄附金

  • 遺伝情報場解析のためのヒストン修飾酵素蛍光可視化プローブの開発

    2011年 - 2012年

    日本学術振興会・文部科学省  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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    担当区分:研究代表者  資金種別:科研費

  • 蛋白質の中枢神経系デリバリー・ターゲティング・イメージング

    2011年

    科学研究費助成事業  挑戦的萌芽研究

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    担当区分:研究代表者  資金種別:科研費

  • 新規蛍光強度増大型プローブによる細胞内蛋白質標識法の開発

    2010年 - 2012年

    科学研究費助成事業  若手研究(A)

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    担当区分:研究代表者  資金種別:科研費

  • ヒストン修飾に関わる酵素の活性を検出する蛍光プローブの開発

    2010年

    科学研究費助成事業  挑戦的萌芽研究

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    担当区分:研究代表者  資金種別:科研費

  • 構造変化を利用した転写因子型亜鉛イオンセンサーの開発

    2008年 - 2009年

    科学研究費助成事業  若手研究(B)

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    担当区分:研究代表者  資金種別:科研費

  • 遺伝子をターゲットとした新規機能性金属モチーフの設計

    2001年 - 2003年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  特別研究員奨励費

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    担当区分:研究代表者  資金種別:科研費

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教育活動概要

  • 基幹教育科目(自然科学総合実験)と専攻教育科目(生物化学II)を担当し、それぞれ1年生および理学部2年生を教えている(下記参照)。また、基幹教育科目である環境問題と自然科学と専攻教育科目である生物化学実験についても年度により教えている。学部学生以外にも理学府化学専攻大学院生に研究指導を行っている。
    2022年度 生物化学実験
    2023年度 自然科学総合実験、生物化学II
    2024年度 自然科学総合実験、環境問題と自然科学、生物化学実験、生物化学II

担当授業科目

  • 環境問題と自然科学

    2024年10月 - 2025年3月   後期

  • 生物化学Ⅱ

    2024年10月 - 2025年3月   後期

  • 自然科学総合実験

    2024年4月 - 2024年9月   前期

  • 生物化学実験

    2024年4月 - 2024年9月   前期

  • 生物化学Ⅱ

    2023年10月 - 2024年3月   後期

  • 自然科学総合実験

    2023年4月 - 2023年6月   春学期

  • 生物化学実験

    2022年4月 - 2022年9月   前期

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FD参加状況

  • 2023年10月   役割:参加   名称:ACS on Campus

    主催組織:学科

  • 2022年4月   役割:参加   名称:令和4年度 第1回全学FD(新任教員の研修)The 1st All-University FD (training for new faculty members) in FY2022

    主催組織:全学

政策形成、学術振興等への寄与活動

  • 2018年4月 - 2020年3月  

    文部科学省 科学技術・学術政策研究所(NISTEP)専門調査委員

学内運営に関わる各種委員・役職等

  • 2024年10月 - 現在   学府 人材育成プログラム運営委員

  • 2023年4月 - 2024年3月   学科 教務主任

  • 2023年4月 - 2024年3月   専攻 教務主任