Structural studies of inhibition mechanism of TRPV3 target inhibitors byCryo-EM
| Project/Area Number |
20J13609
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 48040:Medical biochemistry-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
島田 寛人 東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
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| Keywords | 温度生物学 / 構造生物学 / TRPチャネル / クライオ電子顕微鏡 |
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| Outline of Research at the Start |
TRPV3阻害剤は皮膚疾患や疼痛の治療薬候補として注目され、TRPV3阻害剤は複数報告されているが、これらの化合物は疾患治療薬として実用化されていない。さらに、TRPV3阻害剤は他のTRPチャネルを非特異的に阻害すること、TRPV3への結合能が低いことが知られており、TRPV3をより特異的に阻害する阻害薬の開発が求められていた。
本研究では、複数のTRPV3阻害剤の結合機構をクライオ電子顕微鏡により原子分解能で解明する。得られた構造から、TRPV3の活性化に対する阻害機構モデルを推定し、得られたモデルを分子動力学シミュレーションや電気生理学的実験により検証していく。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究ではTRPV3阻害剤のTRPV3阻害機構モデルを提唱することで、TRPV3をターゲットとした新規阻害剤設計に有用な情報を与えることを最終目標としていた。TRPV3-74aが2021年2月に発表され、構造解析系の条件を検討した。TRPV3-74aを添加した状態で構造解析を行い、2.9Åの分解能のマップが再構成された。しかし、TRPV3-74aとTRPV3の結合が見られなかったことから、TRPV3阻害剤とTRPV3の結合状態を見る構造解析を断念した。
その方針の代替として、昨年度よりTRPVファミリーのヴァニロイド選択性を解明することで、TRPV3のリガンド結合に対する構造生物学的知見を得ることを計画し、侵攻している。ヴァニロイド化合物の一種でTRPV1選択的アゴニストであるレジニフェラトキシンはTRPV3を活性化しない。TRPV3のF656I変異体はレジニフェラトキシン応答性を獲得する。
構造比較を行った所、野生型のTRPV3に結合する脂質が、TRPV1のレジニフェラトキシン結合状態の構造におけるレジニフェラトキシンの位置にアシル鎖の一部が存在することが判明した。この脂質はF656I変異体においては移動しており、レジニフェラトキシン結合ポケットと被らない位置にある。このことから、TRPV3の周辺に結合する脂質が、TRPV3のリガンド選択性に寄与している可能性を示唆した。
TRPV3のF656I変異体に対してレジニフェラトキシンを添加したところ、分解能4.8Åのマップが得られたが、膜貫通ドメインの部分の密度がモデリングに十分ではなかった。そのため、今後はTRPV3のF656I変異体に対してNanodisc再構成を行う際に環状MSPを用いたNanodiscなどを用いて、F656I変異体の性状を変化させることが必要だと考えている。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(2 results)
