がん化に関わる蛋白質の立体構造に基づく機能制御

• Project/Area Number: 18011007
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 山縣 ゆり子 Kumamoto University, 大学院・医学薬学研究部, 教授 (40183678)
• Project Period (FY): 2006 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥12,000,000 (Direct Cost: ¥12,000,000); Fiscal Year 2007: ¥5,700,000 (Direct Cost: ¥5,700,000); Fiscal Year 2006: ¥6,300,000 (Direct Cost: ¥6,300,000)
• Keywords: 転写因子 / 転写因子-DNA複合体 / 構造生物学 / 立体構造に基づく薬物設計

Research Abstract

がん化に転写因子が関わることは多い。がん細胞での遺伝子発現異常を考えれば、これは当然のことである。我々はともに80数残基からなる高等生物に保存され、DNA結合するEtsドメインをもつEts-2とEwing肉腫に見られる染色体転座遺伝子産物EWS/FLI1を対象として、それらと標的DNAとの複合体の立体構造をX線結晶構造解析法で決定し、両転写制御因子の立体構造に基づきがん化の仕組みを解明し、阻害剤設計へ応用する。さらに我々がすでにX線結晶構造解析を終えたヒトMTH1の欠損がアポトーシスを起こすため、新たに抗がん剤の標的となることが分かったので、hMTH1の立体構造に基づく薬物設計(SBDD)も本研究の目的とした。
EWS/FLI1について、現在唯一可溶画分に移行できるトリガーファクターとの融合タンパク質のより高純度精製を試みたが、分解が問題で分解しない条件を見出せていない。まだ試してしない発現系が数少ないがあるのでその発現系について検討中である。
Ets-2については、Etsドメイン(ETSD)と標的DNA複合体の結晶化条件の検討を重ね、構造解析可能な結晶が得られた。放射光実験施設で40K下X線回折データを収集することで、分子置換法での構造解析後の3.0Aでの構造の精密化ができた。明らかになった複合体の構造から、Biacoreを用いて測定したETSDといろいろなDNA配列との親和性についての構造的基盤が明らかになった。さらなる転写制御の仕組みを解明するために全長Ets-2とコファクタータンパク質とDNAの3元複合体の結晶化に研究を展開している。
hMTH1の阻害剤の設計の課題については、ドッキングプログラムMOEを用い、様々な配座データを含むライブラリーから活性部位に結合する低分子を検索し、阻害剤を見つける作業を行った。現在、IC50が50μM程度の阻害剤を見出している。

Research Products

• [Journal Article] Preparation, crystallization and preliminary X-ray diffraction analysis of the DNAbinding domain of the Ets transcription factor in complex with target DNA. (2008)
  • Author(s): Suwa Y., et. al.,
  • Journal Title: Acta Cryst. F64 Pages: 171-174
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Creation and X-ray structure analysis of the tumor necrosis factor receptor-l selective mutant of a TNFα antagonist (2008)
  • Author(s): Shibata H., et. al.,
  • Journal Title: J. Biol. Chem. 283 Pages: 998-1007
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Crystal structure of the IL-15-IL-15Rα complex, a cytokine-receptor unit presented in trans (2007)
  • Author(s): Chirifu M., et. al.,
  • Journal Title: Nature Immunol. 8 Pages: 1001-1007
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cromium (III)ion and thyroxine cooperate to stabilize the transthyretin tetramer and suppress in vitro amyloid fibril formation (2006)
  • Author(s): T.Sato et al.
  • Journal Title: FEBS Letters 580 Pages: 491-496
• [Journal Article] Probing inhibition, and crystallographic characterization of metallo-beta-lactamase (IMP-1) with fluorescent agents containing dansyl and thiol groups (2006)
  • Author(s): H.Kurosaki et al.
  • Journal Title: Chem. Med. Chem. 1 Pages: 969-972
• [Journal Article] Completely-buried, non-ion-paired glutamic acid contributes favorably to the conformational stability of pyrrolidone carboxyl peptidases from hyperthermophiles (2006)
  • Author(s): J.K.Kaushik et al.
  • Journal Title: Biochemistry 45 Pages: 7100-7112
• [Journal Article] Crystallization and preliminary X-ray analysis of human MTHI complexed with two oxidized nucleotides, 8-oxo-dGMP and 2-oxo-Datp (2006)
  • Author(s): T.Nakamura et al.
  • Journal Title: Acta Cryst. F62 Pages: 1283-1385
• [Presentation] Ets転写因子のDNA結合ドメインの精製とDNA複合体の結晶学的研究 (2007)
  • Author(s): 諏訪喜昭
  • Organizer: 日本結晶学会平成19年度年会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2007-12-01