薬剤開発を視野に入れたイオンポンプの構造研究

• Project/Area Number: 19107005
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Biophysics
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 豊島 近 The University of Tokyo, 分子細胞生物学研究所, 教授 (70172210)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 津田 岳夫 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 助教 (10345233)
• Project Period (FY): 2007 – 2011
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥40,430,000 (Direct Cost: ¥31,100,000、Indirect Cost: ¥9,330,000); Fiscal Year 2007: ¥40,430,000 (Direct Cost: ¥31,100,000、Indirect Cost: ¥9,330,000)
• Keywords: イオンポンプ / 膜蛋白質 / 結晶解析

Research Abstract

(a)筋小胞体Ca^<2+>-ATPase(SERCA1a)の中間状態の構造決定。ここでは、E2P基底状態のアナログであるE2・BeF_xの構造決定が最初の課題であった。この結晶化には3年以上取り組んで来たが、最近ようやくX線にかかる結晶を得ることができた。分解能の向上に努めた結果、SPring-8でのデータ収集によって2.5〓分解能のデータを得ることが出来、分子置換法によって構造を決定することも出来た。この結果、この複合体では遷移状態の構造と比較して予想以上に大きな構造変化が起こっていることがわかり、燐酸化アスパラギン酸の加水分解と膜内イオン通路の開閉とを結合する機構に関し、重要な知見が得られた。
(b)Ca^<2+>-ATPase(変異体)と薬物複合体の構造決定-特に抗マラリア薬であるartemisinin或いはその派生物との複合体の構造決定。よく知られた抗マラリア薬であるartemisininはウサギ骨格筋Ca^<2+>-ATPaseの野生型には結合しないがE255L変異体には高い親和性を持つ。そこでこの変異体の生産を研究協力者のInesi博士が行い、精製・結晶化を東京で行う計画であった。変異体の場合、出発試料中の含有量がこれまでの1/10程度であるため、精製法の大幅な改良が必要であった。
Hydroxyapatiteを用いることにより、これまでの難点を克服可能であることを見出した。