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脂質リガンド リゾホスファチジルセリンとその受容体の相互作用モジュール性の解明

Research Project

Project/Area Number 16J08059
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Drug development chemistry
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

佐山 美紗  東京大学, 薬学系研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2018: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsリゾリン脂質 / リゾホスファチジルセリン / G-タンパク質共役型受容体 / GPCR / 脂質 / 受容体-リガンド複合体構造モデリング / 結合・解離経路 / 構造活性相関 / 脂質受容体 / 生理活性脂質
Outline of Annual Research Achievements

リゾホスファチジルセリン(LysoPS)は細胞膜脂質から生成し、シグナル分子として複数の特異的な膜受容体(Gタンパク質共役型受容体)サブタイプに働く脂質分子である。LysoPSの化学構造は親水性部位と疎水性部位、両者を連結するリンカーというモジュール構造に分けられる。申請者は、LysoPS受容体の機能解明に有用なリガンド(アゴニストやアンタゴニスト)を合理的に創生することを目指し、LysoPSのそれぞれのモジュール構造が受容体とどのように相互作用しているかに着目して、LysoPS誘導体の構造活性相関研究及び誘導体と受容体の1つに対する複合体モデル構築を進めてきた。
LysoPS誘導体が受容体に結合した際、誘導体の疎水性モジュール末端は、受容体の外に出て細胞膜脂質と相互作用することが複合体モデルから想定された。また、本結合モデルから、LysoPS誘導体は細胞膜に挿入された後、細胞膜の側方拡散を介して受容体に出入りする経路が示唆された。実際に昨年度、計算機上で受容体モデル構造に結合したLysoPS誘導体を細胞膜方向に引き抜くシミュレーションに成功した。本年度は、LysoPS誘導体の結合・解離経路を検証すべく、昨年度に引き続き、疎水性末端にリンカーを介して親水性基を導入した誘導体の合成・活性評価を行った。結果、LysoPS誘導体が細胞膜の側方拡散を介して受容体に出入りするという仮説と矛盾ない活性結果を得た。現在、上記結果の総括と論文投稿準備を進めている。
また、本年度はLysoPSの親水性部位に着目して新規誘導体合成を進め、LysoPS受容体の1つに対して、新規アンタゴニストを創生することに成功した。今後、アンタゴニストの構造活性相関をより詳細に調べ、複合体モデルを用いた分子動力学シミュレーションを組み合わせてリガンドが受容体活性化を阻害する分子機構の解明を目指す。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2019 2018 2017 2016

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Probing the Hydrophobic Binding Pocket of G-Protein-Coupled Lysophosphatidylserine Receptor GPR34/LPS1 by Docking-Aided Structure?Activity Analysis2017

    • Author(s)
      Sayama Misa、Inoue Asuka、Nakamura Sho、Jung Sejin、Ikubo Masaya、Otani Yuko、Uwamizu Akiharu、Kishi Takayuki、Makide Kumiko、Aoki Junken、Hirokawa Takatsugu、Ohwada Tomohiko
    • Journal Title

      Journal of Medicinal Chemistry

      Volume: 60 Issue: 14 Pages: 6384-6399

    • DOI

      10.1021/acs.jmedchem.7b00693

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Structural insights into ligand recognition by the lysophosphatidic acid receptor LPA62017

    • Author(s)
      Taniguchi Reiya、Inoue Asuka、Sayama Misa、Uwamizu Akiharu、Yamashita Keitaro、Hirata Kunio、Yoshida Masahito、Tanaka Yoshiki、Kato Hideaki E.、Nakada-Nakura Yoshiko、Otani Yuko、Nishizawa Tomohiro、Doi Takayuki、Ohwada Tomohiko、Ishitani Ryuichiro、Aoki Junken、Nureki Osamu
    • Journal Title

      Nature

      Volume: 548 Issue: 7667 Pages: 356-360

    • DOI

      10.1038/nature23448

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Conformational Constraint of the Glycerol Moiety of Lysophosphatidylserine, an Emerging Lysophospholipid Mediator, Affords Compounds with Receptor Subtype Selectivity2016

    • Author(s)
      Sejin Jung, Asuka Inoue, Sho Nakamura, Takayuki Kishi, Akiharu Uwamizu, Misa Sayama, Masaya Ikubo, Yuko Otani, Kuniyuki Kano, Kumiko Makide, Junken Aoki, Tomohiko Ohwada
    • Journal Title

      The Journal of Medicinal Chemistry

      Volume: 59 Issue: 8 Pages: 3750-3776

    • DOI

      10.1021/acs.jmedchem.5b01925

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Identification of lysophosphatidylthreonine with an aromatic fatty acid surrogate as a potent inducer of mast cell degranulation2016

    • Author(s)
      Takayuki Kishi, Hiroki Kawana, Misa Sayama, Kumiko Makide, Asuka Inoue, Yuko Otani, Tomohiko Ohwada, Junken Aoki
    • Journal Title

      Biochemistry and Biophysics Reports

      Volume: 8 Pages: 346-351

    • DOI

      10.1016/j.bbrep.2016.09.013

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] リゾリン脂質の疎水性部は膜受容体結合時にどこに位置するか2019

    • Author(s)
      佐山美紗、上水明治、井上飛鳥、青木淳賢、 関嶋政和、尾谷優子、大和田智彦
    • Organizer
      日本薬学会第139年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 合成とシミュレーションを組み合わせたリゾリン脂質の受容体結合機構の解明2018

    • Author(s)
      佐山美紗、尾谷優子、大和田智彦
    • Organizer
      第16回次世代を担う有機化学シンポジウム
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 脂質リガンドのリゾホスファチジルセリン受容体への結合機構の解明2018

    • Author(s)
      佐山美紗、井上 飛鳥、青木淳賢、広川貴次、関嶋政和、尾谷優子、大和田智彦
    • Organizer
      日本ケミカルバイオロジー学会 第13回年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 脂質リガンドのGPCRへの結合機構解明のための誘導体合成と計算科学の融合研究2018

    • Author(s)
      佐山美紗、井上飛鳥、青木淳賢、広川貴次、関嶋政和、尾谷優子、大和田智彦
    • Organizer
      日本薬学会第138年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

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Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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