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固体NMR距離測定による液胞型ATPアーゼとバフィロマイシンの精密複合体構造解析

Research Project

Project/Area Number 17J00021
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Chemical biology
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

林 達  大阪大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2018: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsバフィロマイシン / 脂溶性リガンド / 膜親和性 / PAMPA / 固体NMR / 液胞型ATPアーゼ / フッ素標識
Outline of Annual Research Achievements

本研究では液胞型ATPアーゼ(以下V-ATPase)と呼ばれる酵素の特異的阻害剤であるバフィロマイシン(以下Baf)の作用機序解明に向け、両者が形成する複合体の構造を固体NMRにより解析することを目指した。本年度は前年度に引き続き脂質膜中におけるBaf誘導体の挙動解析を行った。その結果、活性の失われた誘導体は活性の保持されたものに比べて脂溶性および脂質膜への親和性が有意に低下していることが明らかとなった。さらにこれら誘導体についてNMRを用いた種々の解析を実施したところ、分子内水素結合によって形作られるBafの立体配座がBafの高い脂質膜親和性に寄与していることが示唆された。以上の結果は、Bafの特徴的な構造がV-ATPaseへの結合親和性のみならず脂質膜への親和性も向上させており、これがBafの高いV-ATPase阻害活性発現に重大な寄与を持つことを示唆している。
本研究ではこれまで深く議論されることのなかった「脂質膜環境下におけるリガンド分子の挙動が生理活性に及ぼす寄与」の重要性を新たに示すことに成功している。よって本研究で確立された方法論および得られた知見は、Bafを始めとした脂溶性リガンド分子の活性発現機構をより正確に理解する一助となり、ひいては今後の生化学および創薬研究の発展に貢献するものと考えられる。

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

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2019 2018 2017

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Small structural alterations greatly influence the membrane affinity of lipophilic ligands: Membrane interactions of bafilomycinA1 and its desmethyl derivative bearing 19F-labeling.2019

    • Author(s)
      Tatsuru Hayashi, Hiroshi Tsuchikawa, Yuichi Umegawa, Michio Murata.
    • Journal Title

      Bioorg. Med. Chem.

      Volume: 27 Issue: 8 Pages: 1677-1682

    • DOI

      10.1016/j.bmc.2019.03.017

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] バフィロマイシンの作用機序解明を目指した固体NMR解析2018

    • Author(s)
      林達
    • Organizer
      第53回天然物化学談話会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Elucidation of Bafilomycin-Vacuolar-type ATPase interaction based on solid-state NMR2018

    • Author(s)
      Tatsuru Hayashi, Hiroshi Tsuchikawa, Yuichi Umegawa, Michio Murata, Yoko Nagumo, Takeo Usui
    • Organizer
      98th CSJ Annual Meeting
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 固体NMR距離測定による液胞型ATPアーゼとバフィロマイシンの複合体構造解析2017

    • Author(s)
      林 達
    • Organizer
      第52回天然物化学談話会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Structural Analysis of V-ATPase-Baf Complex by Solid-State NMR2017

    • Author(s)
      Tatsuru Hayashi
    • Organizer
      第三回野依フォーラム若手育成塾
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 18th Tetrahedron Symposium Asia edition2017

    • Author(s)
      Tatsuru Hayashi, Hiroshi Tsuchikawa, Hajime Shibata, Michio Murata, Yoko Nagumo, Takeo Usui
    • Organizer
      Investigation for Structural Analysis of Vacuolar Type ATPase-Bafilomycin Complex by Using Solid-State NMR
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Investigation for Structural Analysis of Vacuolar Type ATPase-Bafilomycin Complex by Using Solid-State NMR2017

    • Author(s)
      Tatsuru Hayashi
    • Organizer
      International Seminar on Biophysics and Chemical Biology of Biomembrane and Lipid Bilayers
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

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