ＤＪ－１機能解明を目指した小分子リガンドの開発とその応用

• Project/Area Number: 14J08172
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Biofunction/Bioprocess
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 田代 晋也 東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2014-04-25 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000); Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2014: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: DJ-1 / 阻害剤 / パーキンソン病 / スクリーニング / PARK7

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的はパーキンソン病関連蛋白質DJ-1に対する阻害剤の同定である。目標としてはDJ-1の最重要残基Cys106残基に対して、解離平衡定数100 nM程度で結合し、細胞内でDJ-1活性を阻害する化合物を特定することである。
これまでの研究で、DJ-1に対して解離平衡定数100 nMで結合し、試験管内でDJ-1に結合する化合物が得られていた。平成27年度はこれら化合物の細胞内でのDJ-1に対する阻害活性の検証を行った。
DJ-1については様々な機能が提案されているが、本研究では、DJ-1のグリオキシラーゼ活性について検証を行った。グリオキシラーゼ活性とは、細胞内の糖代謝に伴う副産物であるグリオキサールの変換活性である。グリオキサールが加齢に伴って生体内で増加する毒物であり、老年病であるパーキンソン病との関連が示されていること、DJ-1のグリオキシラーゼ活性がCys106残基に依存することなどから、本機能がパーキンソン病関連因子としてのDJ-1の機能検証に最適であると考え、本機能について検証を行った。
グリオキシラーゼ活性の基質であるグリオキサールは細胞内の種々の蛋白質のリジン残基を非特異に修飾し、カルボキシメチルリジン(CML)に変換することが知られている。細胞内のCML量をウエスタンブロッティングによって定量することで、細胞内のグリオキサール量を定量した。結果、グリオキサールと共にDMSOを加えた場合に比べ、グリオキサールと共に化合物を加えた場合、細胞内のCML量が大幅に増加した。この増加量は化合物のDJ-1への親和性に依存していた。この結果は同定された化合物がDJ-1を細胞内で阻害することを示している。よって、本研究の目標であるDJ-1阻害剤の同定は達成されたといえる。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Differential Effects of IFN-β on the Survival and Growth of Human Vascular Smooth Muscle and Endothelial Cells. (2015)
  • Author(s): Sano E, Tashiro S, Tsumoto K, Ueda T.
  • Journal Title: Biores Open Access. Volume: 4(1) Issue: 1 Pages: 1-15
  • DOI: 10.1089/biores.2014.0052
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Structural basis for binding of human IgG1 to its high-affinity human receptor FcgRI (2015)
  • Author(s): Kiyoshi M, Caaveiro JM, Kawai T, Tashiro S, Ide T, Asaoka Y, Hatayama K, Tsumoto K.
  • Journal Title: Nat. Commun. Volume: 6 Issue: 1 Pages: 6866-6866
  • DOI: 10.1038/ncomms7866
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Structural basis for inhibition of the Tob-CNOT7 interaction by a fragment screening approach. (2015)
  • Author(s): Bai Y, Tashiro S, Nagatoishi S, Suzuki T, Yan D, Liu R, Tsumoto K, Bartlam M, Yamamoto T.
  • Journal Title: Protein Cell. Volume: 6 Issue: 12 Pages: 924-928
  • DOI: 10.1007/s13238-015-0225-6
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Thermodynamic and Structural Characterization of the Specific Binding of Zn(II) to Human Protein DJ-1 (2014)
  • Author(s): Shinya Tashiro, Jose M. M. Caaveiro, Chun-Xiang Wu, Quyen Q. Hoang, Kouhei Tsumoto
  • Journal Title: Biochemistry Volume: 53(14) Issue: 14 Pages: 2218-2220
  • DOI: 10.1021/bi500294h
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] The Parkinson’s disease related protein DJ-1 specifically binds to Zn(II) (2014)
  • Author(s): Shinya Tashiro, Jose M. M. Caaveiro, Chun-Xiang Wu, Quyen Q. Hoang, Kouhei Tsumoto
  • Organizer: The 28th Annual Symposium of The Protein Society
  • Place of Presentation: San Diego, USA
  • Year and Date: 2014-07-27 – 2014-07-30
• [Presentation] パーキンソン病関連蛋白質 DJ-1 の金属結合特異性に関する物理化学的解析 (2014)
  • Author(s): 田代晋也、Jose M. M. Caaveiro、Chun-Xiang Wu、Quyen Hoang、津本浩平
  • Organizer: 第12回次世代を担う若手のためのフィジカル・ファーマフォーラム
  • Place of Presentation: 箱根高原ホテル, 神奈川県
  • Year and Date: 2014-07-14 – 2014-07-15