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進化的に隠されたアロステリック部位の探索方法確立と抗菌薬開発への展開

Research Project

Project/Area Number 23K14525
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 49050:Bacteriology-related
Research InstitutionNational Cardiovascular Center Research Institute

Principal Investigator

西田 優也  国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 室長 (10793440)

Project Period (FY) 2023-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywordsアロステリック創薬
Outline of Research at the Start

アロステリック創薬は、特異性が高く副作用が少ないことが期待される一方で、標的部位の特定や作用機序の解明が困難であり、創薬手法として問題があった。本研究では、タンパク質立体構造において “進化の過程で包埋される部位にはアロステリック部位が存在している” という申請者の独自仮説に基づき、アロステリック部位の合理的な探索方法の確立を目指して研究を行う。

Outline of Annual Research Achievements

アロステリック創薬は、特異性が高く副作用が少ないことが期待される一方で、標的部位の特定や作用機序の解明が困難であり、創薬手法として問題があった。本研究では、タンパク質立体構造において “進化の過程で包埋される部位にはアロステリック部位が存在している” という申請者の独自仮説に基づき、アロステリック部位の合理的な探索方法の確立を目指して研究を行った。
病原菌由来一酸化窒素還元酵素のアロステリック作用部位を計算科学的手法で探索し、これまでに申請者が研究を進めた “進化の過程で包埋される部位にはアロステリック部位" に加えて、複数のアロステリック作用部位候補を同定した。計算科学的にそれぞれの部位に対する作用リガンド候補ペプチドをデザインし、計算上これまでよりも優れた作用リガンド候補を複数獲得した。現在はデザインした作用リガンド候補の発現・精製を行っている。今後はそれら作用リガンド候補と標的酵素との相互作用解析や、酵素活性への効果を検証する。また、優れたヒットリガンドが得られれば、リデザインによるさらなる活性の向上を行うとともに、複合体構造解析や病原菌への作用を検証する。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

アロステリック部位の同定とその作用リガンド候補のデザインに計画よりも時間がかかり、実際の実験検証が現在進行中であるため。

Strategy for Future Research Activity

現在精製中のアロステリック作用リガンドの効果 (結合能、酵素活性への作用)を検証する。ヒットリガンドが得られれば、それらの改良を行うとともに、複合体構造の決定や病原菌への増殖阻害効果を検証する。

Report

(1 results)
  • 2023 Research-status Report
  • Research Products

    (3 results)

All 2023

All Presentation (3 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Presentation] Identifying antibiotics based on structural differences in the conserved allostery from mitochondrial respiratory complex IV2023

    • Author(s)
      西田優也、志牟田健、柳澤幸子、森田陸離、伊藤(新澤)恭子、新谷泰範
    • Organizer
      第23回 日本蛋白質科学会年会 (PSSJ2023)
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] ミトコンドリア呼吸鎖複合体IVの新規なアロステリーを利用した病原菌特異的な抗菌薬の創出2023

    • Author(s)
      西田優也
    • Organizer
      2023年度 ミトコンドリア・サイエンス・ワークショップ (MSW2023)
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 呼吸鎖複合体IVの隠されたアロステリック阻害機構と抗菌薬開発への展開2023

    • Author(s)
      西田優也
    • Organizer
      第94回 SPring-8 先端利用技術ワークショップ
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Invited

URL: 

Published: 2023-04-13   Modified: 2024-12-25  

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