Papers - ENDOH Tamaki
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Crowding Shifts the FMN Recognition Mechanism of Riboswitch Aptamer from Conformational Selection to Induced Fit Reviewed
A. B. Rode, T. Endoh, and N. Sugimoto
2018
Joint Work
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Conformational Dynamics of mRNA in Gene Expression as New Pharmaceutical Target Invited Reviewed
T. Endoh and N. Sugimoto
17 ( 9 ) 817 - 832 2017.9
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tRNA Shifts the G-quadruplex–Hairpin Conformational Equilibrium in RNA towards the Hairpin Conformer Reviewed
A. B. Rode, T. Endoh, and N. Sugimoto
Angew. Chem. Int. Ed. 55 14315 - 14319 2016.11
Joint Work
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Triplex-forming PNA modified with unnatural nucleobases: the role of protonation entropy in RNA binding Reviewed International coauthorship
T. Endoh, C. Annoni, D. Hnedzko, E. Rozners, and N. Sugimoto
Phys. Chem. Chem. Phys. 18 32002 - 32006 2016.11
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Correction: Triplex-forming peptide nucleic acid modified with 2-aminopyridine as a new tool for detection of A-to-I editing. International coauthorship
Annoni C, Endoh T, Hnedzko D, Rozners E, Sugimoto N
Chemical communications (Cambridge, England) 52 ( 91 ) 13417 - 13418 2016.11
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Triplex-forming peptide nucleic acid modified with 2-aminopyridine as a new tool for detection of A-to-I editing Reviewed International coauthorship
Annoni C, Endoh T, Hnedzko D, Rozners E, Sugimoto N
52 7935 - 7938 2016.6
Joint Work
DOI： 10.1039/C6CC02164F
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Site-specific control of silica mineralization on DNA using a designed peptide Reviewed
Ozaki M, Nagai K, Nishiyama H, Tsuruoka T, Fujii S, Endoh T, Imai T, Tomizaki KY, Usui K
Chem. Commun. 52 ( 21 ) 4010 - 4013 2016.3
Joint Work
DOI： 10.1039/c5cc07870a
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Mechanical insights into ribosomal progression overcoming RNA G-quadruplex from periodical translation suppression in cells Reviewed
Endoh T, Sugimoto N
Sci. Rep. 6 22719 2016.3
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Real-time monitoring of G‑quadruplex formation during transcription Reviewed
Endoh T, Rode AB, Takahashi S, Kataoka Y, Kuwahara M, Sugimoto N
Anal. Chem. 88 ( 4 ) 1984 - 1989 2016.2
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Nucleobase-modified PNA suppresses translation by forming a triple helix with a hairpin structure in mRNA in vitro and in cells Reviewed International coauthorship
Endoh T, Hnedzko D, Rozners E, Sugimoto N
Angew. Chem. Int. Ed. 55 ( 3 ) 899 - 903 2016.1
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Rational design and tuning of functional RNA switch to control an allosteric intermolecular interaction Reviewed
Endoh T, Sugimoto N
Anal. Chem. 87 7628 - 7635 2015.8
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Key tertiary interactions in FMN riboswitch aptamers required for ligand binding Reviewed
Rode A B, Endoh T, Sugimoto N
Bull. Chem. Soc. Jpn. 88 946 - 948 2015.7
Joint Work
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Tuning riboswitch-mediated gene regulation by rational control of aptamer ligand binding properties Reviewed
Rode A B, Endoh T, Sugimoto N
Angew. Chem. Int. Ed. 54 905 - 909 2015.1
Joint Work
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Aptamer-based universal fluorometric sensors based on allosteric modulation of RNA–peptide Interactions Reviewed
Endoh T, Sugimoto N
ChemMedChem 9 2045 - 2048 2014.9
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Unusual −1 ribosomal frameshift caused by stable RNA G-quadruplex in open reading frame Reviewed
Endoh T, Sugimoto N
Anal. Chem., 85 11435 - 11439 2013.12
Joint Work
Authorship：Lead author
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Unusual-1 Ribosomal Frameshift Caused by Stable RNA G-Quadruplex in Open Reading Frame
Tamaki Endoh, Naoki Sugimoto
ANALYTICAL CHEMISTRY 85 ( 23 ) 11435 - 11439 2013.12
Joint Work
Authorship：Lead author Publisher：AMER CHEMICAL SOC
Tertiary structures formed by mRNAs impact the efficiency of the translation reaction. Ribosomal frameshift is a well-characterized recoding process that occurs during translation elongation. Pseudoknot and stem-loop structures may stimulate frameshifting by causing a translational halt at a slippery sequence. In this study, we evaluated the efficiency of an unusual 1 frameshift caused by a noncanonical RNA G-quadruplex structure in mammalian cells. The reporter gene construct consisting of a fluorescent protein and Luciferase enabled evaluation of apparent and absolute values of the 1 frameshift efficiency and revealed significant increase of the efficiency by G-quadrupex forming potential sequence. In addition, berberine, a small molecule that binds to and stabilizes G-quadruplex structures, further increased the frameshift efficiency. These results indicate that the stable G-quadruplex structure stimulates the unusual -1 frameshift and has a potential to regulate the frameshift with its ligand.
DOI： 10.1021/ac402497x
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Real-time monitoring of DNA hybridization kinetics at living cell surfaces Reviewed
Rode A B, Endoh T, Tateishi-Karimata H, Takahashi S, Sugimoto N
Chem. Commun. 49 8444 - 8446 2013.8
Joint Work
DOI： 10.1039/c3cc42990c
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Stability of RNA quadruplex in open reading frame determines proteolysis of human estrogen receptor α Reviewed
Endoh T, Kawasaki Y, Sugimoto N
Nucleic Acids Res. 41 6222 - 6231 2013.7
Joint Work
Authorship：Lead author
mRNAの翻訳領域中に形成されるRNA四重鎖構造が要因となるヒトエストロゲンレセプターアルファのタンパク質切断
要旨：翻訳反応は、塩基配列に保存された情報を、タンパク質という機能性分子に変換する重要な過程である。翻訳反応過程では、リボソームがmRNA上を5′側から3′側へ移動しながらアミノ酸を連結していく。この過程は、単調に進むのではなく、様々な要因により速度が遅くなったり、一時的に停滞したりする。近年では、翻訳伸長反応の速度変化が、翻訳後タンパク質の構造形成に影響を及ぼしていることが示唆されつつある。我々は最近、翻訳領域中に形成されるRNA四重鎖構造が、翻訳伸長反応の進行を妨げることをin vitroとin cellにて見出した。RNA四重鎖構造については、mRNAの非翻訳領域に存在するものを中心に研究が進められており、四重鎖構造による翻訳伸長反応の抑制が、細胞内でどのような生理的役割を果たしているのかは定かではない。
本研究では、翻訳領域中に四重鎖構造を形成しうる遺伝子の候補としてヒトエストロゲンレセプターアルファ（ERα）に着目し、四重鎖構造がERαの発現挙動に与える影響を解析した。ERαはマルチドメインから形成されるタンパク質であり、四重鎖構造を形成しうる配列は、DNA結合ドメインとリガンド結合ドメインをコードする領域の中間に存在する。そのため、四重鎖構造による翻訳伸長反応の抑制が、両ドメインの構造形成に影響する可能性が考えられる。まず、ERαの翻訳領域に存在するグアニンに富んだ配列を合成し、in vitroで構造を評価した。その結果、パラレル型の四重鎖構造を形成することが確認された。そこで、翻訳されるアミノ酸配列を同じにして、様々な熱安定性を有する変異配列を作製した。これらの変異配列を有するERαの遺伝子を細胞に導入し、その発現をウェスタンブロッティングで評価した。その結果、形成される四重鎖構造の安定性に応じて、完全長のERαの翻訳産物の他に、分子量の小さいERαが産出されていることが明らかとなった。N末端もしくはC末端に蛍光タンパク質を融合したERαを発現させて評価したところ、分子量の小さい翻訳産物は、完全長のERαが産出されてから分解を受けて生じていることが明らかとなった。アミノ酸配列は全く同じであるにも関わらず、四重鎖構造の熱安定性に応じて分解産物が生じていたことから、翻訳伸長反応の抑制を介してERαの構造と分解挙動に影響したと考えらえる。このような結果を踏まえ、mRNAは、単にタンパク質のアミノ酸配列を規定するだけではなく、タンパク質の構造形成から分解に至るまでに関与する高次なメッセージを有している可能性が考えられる。DOI： 10.1093/nar/gkt286
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Efficacy of base-modification on target binding of small molecule DNA aptamers Reviewed
Imaizumi Y., Kasahara Y., Kitadume S., Ozaki H., Endoh T., Kuwahara M. and N. Sugimoto
J. Am. Chem. Soc. 135 9412 - 9419 2013.6
Joint Work
低分子化合物に結合するDNAアプタマーにおける塩基修飾の有効性
要旨：DNAやRNAの一部を人工的な化学構造で改変した修飾核酸は、天然の核酸分子よりも優れた機能性を発揮することができる。特に、特定のタンパク質に強く結合するアプタマーは、核酸医薬などへの応用が見込まれる。これまでに、天然核酸ではアプタマーを取得することが困難なタンパク質に対し、塩基部位にアミノ酸側鎖を修飾することで高親和性を有する修飾核酸アプタマーを取得できることが示されている。一方で、タンパク質と比較して相互作用に寄与できる化学構造が少ない低分子化合物の場合、塩基部位への化学修飾が高親和性を有するアプタマーの取得に有効であるかどうかは実証されていない。
本研究では、天然核酸と塩基修飾核酸から同一の標的分子に対するアプタマーを取得し、塩基修飾による低分子化合物への結合親和性の向上を実証することを試みた。アプタマーを取得する標的分子として、抗がん剤であるカンプトテシン（CPT）誘導体を選択した。塩基修飾を有するDNA（修飾DNAライブラリー）は、チミジンの5 位にN6-アミノエチルアデニンを修飾したヌクレオチドを合成し、DNAポリメラーゼによる伸長反応中に取り込ませることで作製した。修飾DNA ライブラリーおよび天然型DNA ライブラリーを用いて、CPT誘導体に特異的に結合する核酸アプタマーの取得をそれぞれ行った。そして、得られた修飾DNA アプタマー（CMA）および天然型DNA アプタマー（CDA）のCPTに対する結合特性を比較検討した。表面プラズモン共鳴測定装置（SPR）を用いて結合親和性を評価した結果、CDAのCPTに対する解離定数が1.1 μMであったのに対し、CMAは0.039 μMと30倍近くCPTに対する結合親和性が高くなっていた。また、CMAが有するCPTに対する結合親和性は、CPT以外の低分子化合物に対する天然型DNA/RNAアプタマーと比較しても高く、アプタマーに対する塩基修飾の有効性を示すことができた。さらに、塩基修飾による結合親和性の増大は解離速度定数が0.00033 s-1という非常に小さい値を示すことが原因であり、CDAと比較して270倍遅い解離速度を示すことが明らかとなった。このことから、本研究で取得されたCPTに対する修飾塩基アプタマーを利用し、がん細胞への効率的なドラッグデリバリーなどへの応用が見込まれる。DOI： 10.1021/ja4012222
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Translational halt during elongation caused by G-quadruplex formed by mRNA Invited Reviewed
Endoh T, Kawasaki Y, Sugimoto N
Methods 64 73 - 78 2013.6