栞酞結合タンパク質を探す新技術を開発 ―糖代謝の鍵酵玠が特殊な栞酞構造に結合するこずを発芋―

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2026-08-28 東北倧孊

東北倧孊などの研究グルヌプは、特殊な栞酞構造であるG四重鎖G4に結合するタンパク質を効率的に探玢する「光觊媒近接暙識法」を開発した。G4に光觊媒を組み蟌み、光照射によっお近傍のタンパク質だけを化孊修食しお同定する手法で、埓来把握が難しかった栞酞―タンパク質盞互䜜甚の探玢を可胜にした。ヒト现胞の栞抜出液を甚いた解析では、糖代謝の解糖系初期反応を担うヘキ゜キナヌれ1HK1が、通垞の二本鎖DNAではなくG4を遞択的か぀匷く認識するこずを発芋した。HK1ずG4の盎接的な結合はこれたで報告されおおらず、糖代謝酵玠ず栞酞高次構造の新たな関係を瀺す成果ずなった。本技術は、G4を含む栞酞構造が関䞎する生呜珟象の解明や、新芏治療暙的の発芋に圹立぀こずが期埅される。

栞酞結合タンパク質を探す新技術を開発 ―糖代謝の鍵酵玠が特殊な栞酞構造に結合するこずを発芋―
図1. 本研究で開発した光觊媒近接暙識法の抂念図

関連情報

G四重鎖DNA盞互䜜甚タンパク質の同定のための光觊媒近接暙識法 Photocatalytic proximity labeling for the identification of G-quadruplex DNA-interacting proteins

Ahmed Mostafa Abdelhady,Shinichi Sato,Tatsuki Masuzawa,Keishi Deguchi,Mizuki Oba,Takemaru Sato,Nodoka Mase,Toshifumi Yamanaka,Jamila Abbas Osman,Maho Kato,Keita Nakane,Zhengyi Liu,Kazuki Kuwahara,Satoru Nagatoishi,Kouhei Tsumoto,Fumi Nagatsugi,Takanori Oyoshi & Kazumitsu Onizuka
Communications Chemistry  Published:27 August 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s42004-026-02170-9

Abstract

DNA–protein interactions play an essential role in fundamental cellular biological processes. Herein, we report a photocatalytic proximity labeling approach for the broad screening of G-quadruplex (G4)-interacting proteins (G4IPs) using human telomere G4 DNA modified with a photocatalyst (Ruthenium complex or BODIPY). We confirmed efficient labeling of unwinding protein 1 (UP1), a model of G4-interacting protein, with 1-methyl-4-arylurazole (MAUra) as a labeling reagent under blue light irradiation. We applied this labeling approach to nuclear extract proteins and identified labeled proteins using quantitative proteomics analysis. Numerous unknown G4 binding protein candidates were identified. Notably, the hexokinase-1 (HK1) protein was identified as a G4IP, and its selective binding toward G4 DNA was confirmed. This finding could be used to highlight the essential subcellular G4-mediated functions of HK1. The proposed labeling approach is a promising tool for investigating the protein interactions of the higher-order structural motifs and functional nucleic acids.

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