インターフェロン誘導型抗ウイルス機構主要酵素リボヌクレアーゼLの構造と機能

Research Project

Project/Area Number	15030237
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
Allocation Type	Single-year Grants
Review Section	Biological Sciences
Research Institution	Showa University
Principal Investigator	中村和郎昭和大学, 薬学部, 教授 (00012675)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	田中信忠昭和大学, 薬学部, 講師 (00286866)
Project Period (FY)	2003 – 2004
Project Status	Completed (Fiscal Year 2004)
Budget Amount *help	¥6,200,000 (Direct Cost: ¥6,200,000) Fiscal Year 2004: ¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000) Fiscal Year 2003: ¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000)
Keywords	構造生物学 / 結晶構造 / 結晶化 / X線 / リボヌクレアーゼ / アンキリンリピート / インターフェロン / 抗ウイルス機構 / 2-5A / 結晶構造解析 / 核酸 / タンパク質
Research Abstract	本研究の目的は、新規抗ウイルス薬の合理的デザインに役立てるため、インターフェロン誘導型抗ウイルス機構2-5Aシステムの主要酵素であるヒトリボヌクレアーゼLの立体構造を解明することである。ヒトRNaseLは741アミノ酸残基から成り、N末側がアンキリンリピートドメイン(ANK)、中央部がキナーゼ類似ドメイン、C末側がRNaseドメインであると言われている。RNaseLは不活性型単量体として誘導されるが、2-5A(2',5'-結合オリゴアデニル酸)のANKへの結合により2量体化し活性型となるという仮説が提唱されている。我々は既にヒトRNaseLのANKと2-5Aとの複合体の結晶化に成功していたが、今年度は、PF-AR NW12を用いることにより、太さ20μm程度の針状結晶であったが、1.8Å分解能の回折強度データを得ることに成功した。人工アンキリンリピート構造に基づいて作成した6リピートからなる理想構造を用いた分子置換法による位相決定に成功し、遂に、ANK/2-5A複合体の立体構造を明らかにした(Tanaka, N.et al.,EMBO J.23,3929-3938(2004))。ヒトRNaseLのANKは、アンキリンリピートの8回繰り返し構造をとっており、リピート4と5の間に挿入ヘリックスが存在していた。2-5Aはリピート2から4の部分に結合しており、これまでのリピート7および8に結合するという説を覆す結果であった。2-5Aの一番目及び三番目のAMP部分は、それぞれ、リピート4および2と等価な結合様式で結合していた。興味深いことに、これら2-5A認識に関与するアミノ酸残基は、アンキリンリピートの繰り返し配列上で、等価な位置に存在していた。今回の構造解析の結果から、RNaseLに対してより高い活性化能を持ち、かつ生体内で安定な2-5A誘導体をデザインするための知見が得られた。