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天然物リガンドの「鍵」構造を解明するハイブリッドNMRアプローチ

Publicly Offered Research

Project AreaChemical Biology using bioactive natural products as specific ligands: identification of molecular targets and regulation of bioactivity
Project/Area Number 26102735
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionYokohama City University

Principal Investigator

高橋 栄夫  横浜市立大学, 生命医科学研究科, 教授 (60265717)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Fiscal Year 2015: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2014: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
KeywordsNMR / 蛋白質-リガンド相互作用
Outline of Annual Research Achievements

野生型AMPA型グルタミン酸受容体(AMPAR)、およびそのT686A変異型は、アゴニスト結合に対するチャネル応答が異なるにも関わらず、リガンド結合ドメイン(LBD)領域のアゴニスト結合状態のX線結晶構造がほぼ同一であったため、両者の比較NMR解析を通し、リガンド薬理活性に関わる誘起構造変化の実体を明らかにすることを試みた。両LBDの均一N15標識試料を調製し、主鎖アミド基由来シグナルの帰属を行い、活性の異なる2種類の完全アゴニスト(グルタミン酸およびキスカル酸)結合時のNMRシグナル変化を解析したところ、AMPAR-LBDを構成する2個のサブドメインの界面残基が、活性変化と対応して化学シフト変化を示すことが明らかとなった。部分アゴニスト結合状態のNMRスペクトルとの比較も行った結果、アゴニスト結合状態のAMPAR-LBDは、2個のサブドメインが閉じた状態とわずかに開いた状態の平衡状態として存在することが示唆され、これらの状態間の存在比の変化が活性の変化を生むと推察された。このような活性変化とリンクしたサブドメイン間のダイナミクスを定量的に評価することを目的として、H/D交換速度解析(分~時間領域)、N15横緩和解析(ミリ秒領域)の運動性の解析を行った。この結果、ミリ秒、および分~時間の時間領域の運動性は、活性変化と相関しないことが示されたことから、より速い時間域での構造平衡が存在することが示唆された。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2016 2015 2014

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 7 results)

  • [Journal Article] Suppression of problematic compound oligomerization by cosolubilization of nondetergent sulfobetaines2015

    • Author(s)
      Y. Mizukoshi, K. Takeuchi, M. Arutaki, T. Takizawa, H. Hanzawa, H. Takahashi, and I. Shimada
    • Journal Title

      ChemMedChem

      Volume: 10 Pages: 736-741

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 創薬研究への応用を指向したNMR相互作用解析技術2015

    • Author(s)
      高橋栄夫
    • Journal Title

      Bulletin of the Nuclear Magnetic Resonance Society of Japan

      Volume: 6 Pages: 23-30

    • NAID

      40020653362

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Journal Article] Dynamic multidrug recognition by multidrug transcriptional repressor LmrR2014

    • Author(s)
      Takeuchi K, Tokunaga Y, Imai M, Takahashi H, Shimada I.
    • Journal Title

      Sci Rep

      Volume: 4 Issue: 1 Pages: 6922-6922

    • DOI

      10.1038/srep06922

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Allosteric enhancement of MAP kinase p38α's activity and substrate selectivity by docking interactions2014

    • Author(s)
      Tokunaga Y, Takeuchi K, Takahashi H, Shimada I
    • Journal Title

      Nat Struct Mol Biol

      Volume: 21 Issue: 8 Pages: 704-711

    • DOI

      10.1038/nsmb.2861

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] NMRを用いた相同組換え反応の補助因子Sfr1とリコンビナーゼRad51の相互作用解析2016

    • Author(s)
      栗原美里、坂倉正義、真木孝尚、村山泰斗、岩崎博史、高橋栄夫
    • Organizer
      日本薬学会第136年会
    • Place of Presentation
      神奈川・パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2016-03-26
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] NMR approach for biomedical application2015

    • Author(s)
      Hideo Takahashi
    • Organizer
      Pacifichem 2015: Biomolecular Structure and Dynamics: Recent Advances in NMR
    • Place of Presentation
      Honolulu, Hawaii, USA
    • Year and Date
      2015-12-17
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] NMR analysis of ligand-induced structural changes to identify key structures of ligand molecules2015

    • Author(s)
      Hideo Takahashi
    • Organizer
      Pacifichem 2015: Molecular Function of Natural Products: Advances towards Chemical Biology
    • Place of Presentation
      Honolulu, Hawaii, USA
    • Year and Date
      2015-12-17
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] NMRを用いたAMPA型グルタミン酸受容体リガンド結合ドメインの構造解析2015

    • Author(s)
      山田有紗、坂倉正義、栗原美里、伊藤優拡、高橋栄夫
    • Organizer
      第38回日本分子生物学会年会・第88回日本生化学会大会合同大会
    • Place of Presentation
      兵庫・神戸ポートアイランド
    • Year and Date
      2015-12-01
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 創薬研究におけるNMRの活用2015

    • Author(s)
      高橋栄夫
    • Organizer
      第33回メディシナルケミストリーシンポジウム
    • Place of Presentation
      千葉・幕張国際研修センター
    • Year and Date
      2015-11-25
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] NMRを用いたAMPA型グルタミン酸受容体リガンド結合ドメインの構造解析2015

    • Author(s)
      山田有紗、坂倉正義、伊東優拡、高橋栄夫
    • Organizer
      日本薬学会第135年会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2015-03-25 – 2015-03-28
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] An NMR approach to improve a small-molecule inhibitor2015

    • Author(s)
      Hideo Takahashi
    • Organizer
      The 4th International Symposium on Drug Discovery and Design by NMR
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2015-02-05
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 緩和現象を活用したNMRによる分子間相互作用解析2015

    • Author(s)
      高橋栄夫
    • Organizer
      第23回ERATOタンパク質関連情報交換会
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2015-01-29
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 創薬とNMRと計算科学2015

    • Author(s)
      高橋栄夫
    • Organizer
      第358回CBI学会講演会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2015-01-14
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] An NMR-based approach to improve a small-molecule inhibitor2014

    • Author(s)
      H. Takahashi
    • Organizer
      IPR seminar: International NMR Symposium on Pharmaceutical NMR
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2014-12-20
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ガンド分子の「鍵」構造を探索するNMR相互作用解析技術2014

    • Author(s)
      高橋栄夫
    • Organizer
      新学術領域研究「天然物ケミカルバイオロジー~分子標的と活性制御~」 第6回若手研究者ワークショップ「機器分析のケミカルバイオロジーへの応用」
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2014-10-29
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Drug Discovery and Design by NMR2014

    • Author(s)
      高橋栄夫
    • Organizer
      よこはまNMR研究会 第50回記念公開ワークショップ
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2014-07-09
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited

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Published: 2014-04-04   Modified: 2018-03-28  

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