アフリカ型トリパノソーマ由来グリセロールキナーゼを標的にした阻害剤の論理的開発

• Project/Area Number: 12F02102
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 外国
• Research Field: Parasitology (including Sanitary zoology)
• Research Institution: Kyoto Institute of Technology
• Principal Investigator: 原田 繁春 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 教授
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): BALOGUN E.o. 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 外国人特別研究員 ; BALOGUN E.O. 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 外国人特別研究員
• Project Period (FY): 2012 – 2013
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000); Fiscal Year 2013: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2012: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: グリセロールキナーゼ / トリパノソーマ / アフリカ睡眠病治療薬 / 論理的設計 / X線結晶解析 / 嫌気的エネルギー代謝

Research Abstract

アフリカの経済的に恵まれない人々を苦しめているアフリカ睡眠病は、アフリカ型トリパノソーマによって引き起こされる感染症である。本研究は、Structure Based Drug Design (SBDD)による抗トリパノソーマ薬の創成を目指し、宿主内におけるトリパノソーマの嫌気的エネルギー代謝に関わっている酵素のうち、グリセロールキナーゼ(GK)を標的にした阻害剤の発見を目指している。平成24年度までに、東京大学創薬オープンイノベーションセンターの化合物ライブラリーから、理化学研究所・本間博士の協力によりインシリコスクリーニングで見出したGK阻害剤候補化合物を選び、その中でマイクロモルオーダー以上の阻害活性(IC_50)を示す化合物について、GKとの複合体構造を解析してSBDDに必要な阻害剤とGK間の相互作用を明らかにすることができた。一方、化合物ライブラリーから見出した阻害剤からスタートして創薬リード化合物へと設計を進めるためには、アフリカトリパノソーマGKに対する阻害活性を上げるだけでなく、ヒトGKを阻害しない化合物に設計する必要がある。そのためには、ヒトGKとの複合体構造も知ること欠かせない。そこで、ヒトGKの大腸菌を使った大量発現系の構築を試みた。その結果、SUMOタグを付けたヒトGKを発現させることに成功した。精製は、大腸菌破砕液上清中のSUMOタグ付ヒトGKをNi-NTAカラムに結合させ、爽雑タンパク質を洗い流した後、プロテアーゼでSUMOタグを除去し、再びNi-NTAカラムを通すことで、純度90%程度のヒトGKをICの大腸菌培養液から約4.5mg得られた。次に、この精製ヒトGKに対して結晶化条件をスクリーニングし、沈澱剤としてMPDを使うことで結晶化に成功した。今後、ヒトGKについても複合体構造を解析して行く予定である。

Strategy for Future Research Activity

(抄録なし)

Research Products

• [Journal Article] Anemia amelioration by lactose infusion during trypanosomiasis could be associated with erythrocytes membrane de-galactosylation (2014)
  • Author(s): Balogun, EO., Balogun, JAB., Yusuf, S., Inuwa, HM., Ndams, IS., Sheridan, P., Inaoka, DK., Shiba, T., Harada, S., Kita, K., Esievo, KAN., Nok AJ.
  • Journal Title: Veterinary Parasitology Volume: 199 Issue: 3-4 Pages: 259-263
  • DOI: 10.1016/j.vetpar.2013.10.013
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Identification and Characterization of Sialidase-Like Activity in the Developmental Stages of Amblyomma Variegatum (2013)
  • Author(s): Audu J. Natala, Emmanuel 0. Balogun, Joshua A. B. Balogun, Hajiya M. Inuwa, Andrew J. Nok, Tomoo Shiba, Shigeharu Harada,Kiyoshi Kita, Rowland l. S. Agbede, King A. N. Esievo
  • Journal Title: Journal of Medical Entomology Volume: 50 (1) Issue: 1 Pages: 85-93
  • DOI: 10.1603/me12152
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Biochemical characterization of highly active Trypanosoma brucei gamblense glycerol kinase, a promising drug target (2013)
  • Author(s): Balogun, EO., Inaoka, DK., Shiba, T., Kido, Y., Nara, T., Aoki, T., Honma, T., Tanaka, A., Inoue, M., Matsuoka, S., Michels, P AM., Harada, S, . Kita, K.
  • Journal Title: Journal of Biochemistry Volume: 154 Pages: 77-84
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Structure of the trypanosome cyanide-insensitive alternative oxidase (2013)
  • Author(s): Tomoo Shiba, Yasutoshi Kido, Kimitoshi Sakamoto, Daniel Ken Inaoka, Chiaki Tsuge, Ryoko Tatsumi,Gen Takahashi, Emmanuel Oluwadare Balogun, Takeshi Nara, Takashi Aoki, Teruki Honma, Akiko Tanaka, Masayuki Inoue, Shigeru Matsuoka, Hiroyuki Saimoto, Anthony L. Moore, Shigeharu Harada, Kiyoshi Kita
  • Journal Title: Proc. Nat1. Acad. Sci. USA Volume: 110 (12) Issue: 12 Pages: 4580-4585
  • DOI: 10.1073/pnas.1218386110
  • Peer Reviewed
• [Presentation] The search for inhibitors of African trypanosomes glycerol kinase (2013)
  • Author(s): Emmanuel O. Balogun, Daniel K. Inaoka, Tomoo Shiba, Yasutoshi Kido, Takeshi Nara, Takashi Aoki, Teruki Honma, Akiko Tanaka, Masayuki Inoue, Shigeru Matsuoka, Paul A. Michels, Kiyoshi Kita, Shigeharu Harada
  • Organizer: 第13回日本蛋白質科学会年会
  • Place of Presentation: 鳥取市
  • Year and Date: 2013-06-13