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2013 Fiscal Year Annual Research Report

細胞骨格タンパク質の関わる抗腫瘍性発現機構の解明

Planned Research

Project AreaChemical Biology using bioactive natural products as specific ligands: identification of molecular targets and regulation of bioactivity
Project/Area Number 23102014
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

木越 英夫  筑波大学, 数理物質系, 教授 (90169839)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 早川 一郎  筑波大学, 数理物質系, 助教 (20375413)
Project Period (FY) 2011-07-25 – 2016-03-31
KeywordsアプリロニンA / 高活性アナロク / 三元複合体 / アクチン / チューブリン / 脱重合
Research Abstract

海洋軟体動物アメフラシから単離されたアプリロニンAは、市販の抗がん剤を上回る抗腫瘍性を示す。本研究では、この化合物の強力な抗腫瘍性の作用機序を解明するために、活性発現に重要な標的生体分子を探索した。
これまでの研究で、この化合物は細胞骨格タンパク質アクチンに結合し、その重合を阻害することがわかっていたが、構造活性相関研究や活性発現濃度の考察から、アクチン脱重合活性だけでは強力な抗腫瘍性が説明できなかった。今回、アプリロニンAをリガンドとする光アフィニティビオチンプローブを調製し、これを用いて生細胞から標的生体分子を探索した結果、アクチンの他に、別の細胞骨格タンパク質であるチューブリンがラベル化された。さらに、詳細に調べた結果、チューブリンとの相互作用は、アクチンが存在するときにのみ観察されることがわかった。
アプリロニンAの官能基が一つ異なるだけの類縁体は、アプリロニンAの1/1000の腫瘍細胞増殖阻害活性を示さないが、これのプローブではアクチンが存在していても、チューブリンを標識できないこともわかった。
アプリロニンAとアクチンとチューブリンの複合体について分子ふるいHPLCを用いて調査した結果、この複合体は、アプリロニンA:アクチン:チューブリンαβヘテロダイマーの1:1:1複合体であり、それらの結合定数KaはμMオーダであることがわかった。
さらにアプリロニンA-アクチン複合体のチューブリンに対する作用を調べた結果、強くチューブリンの重合を阻害することがわかった。細胞に対する作用を調べた結果、分裂期の紡錘体の形成異常を引き起こし、細胞周期をG1/M期で停止させ、最終的にアポトーシスを引き起こすことが明らかとなった。
これからは、三元複合体の構造と機能を明らかにしていく。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

標的タンパク質との結合から、細胞内で起こる一連の過程が解明できた。

Strategy for Future Research Activity

高活性アナログかを進めるとともに、分子機構を解明する

  • Research Products

    (19 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (14 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Discovery of 1-oxa-4,9-diazaspiro[5.5]undecane-based trisubstituted urea derivatives as highly potent soluble epoxide hydrolase inhibitors and orally active drug candidates for treating of chronic kidney diseases2014

    • Author(s)
      Yuko Kato, Nobuhiro Fuchi, Yutaka Nishimura, Ayano Watanabe, Mai Yagi, Yasuhito Nakadera, Eriko Higashi, Masateru Yamada, Takumi Aoki, Hideo Kigoshi
    • Journal Title

      Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters

      Volume: 24 Pages: 565-570

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2013.12.020

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Apoptosis-inducing activity of the actin-depolymerizing agent aplyronine A and its side-chain derivatives2013

    • Author(s)
      Osamu Ohno, Maho Morita, Kazuhiro Kitamura, Toshiaki Teruya, Kozo Yoneda, Masaki Kita, Hideo Kigoshi, Kiyotake Suenaga
    • Journal Title

      Bioorg Med Chem Lett

      Volume: 23 Pages: 1467-1471

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2012.12.052

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Glaziovianin A Prevents Endosome Maturation via Inhibiting Microtubule Dynamics2013

    • Author(s)
      Takumi Chinen, Sayaka Kazami, Yoko Nagumo, Ichiro Hayakawa, Akiyuki Ikedo, Masatoshi Takagi, Akihito Yokosuka, Naoko Imamoto, Yoshihiro Mimaki, Hideo Kigoshi, Hiroyuki Osada, Takeo Usui
    • Journal Title

      ACS Chem Biol

      Volume: 8 Pages: 884-889

    • DOI

      10.1021/cb300641h

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Inhibition of microtubule assembly by a complex of actin and antitumor macrolide aplyronine A2013

    • Author(s)
      Masaki Kita, Yuichiro Hirayama, Kozo Yoneda, Kota Yamagishi, Takumi Chinen, Takeo Usui, Eriko Sumiya, Motonari Uesugi, Hideo Kigoshi
    • Journal Title

      J Am Chem Soc

      Volume: 135 Pages: 18089-18095

    • DOI

      10.1021/ja406580w

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Stylissatin A, a cyclic peptide that inhibits nitric oxide production from the marine sponge Stylissa massa2013

    • Author(s)
      Masaki Kita, Baro Gise, Atsushi Kawamura, Hideo Kigoshi
    • Journal Title

      Tetrahedron Lett.

      Volume: 54 Pages: 6826-6828

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2013.10.003

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 新しいタンパク質間相互作用を誘導する抗腫瘍活性天然物アプリロニン A の 作用機序

    • Author(s)
      平山裕一郎、米田耕三、山岸航大、知念拓実、臼井健郎 、住谷瑛理子、 上杉志成、北将樹、木越英夫
    • Organizer
      第55回天然有機化合物討論会
    • Place of Presentation
      同志社大学(京都)
  • [Presentation] 海洋産抗腫瘍性物質の生物有機化学

    • Author(s)
      木越英夫
    • Organizer
      第44回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
    • Place of Presentation
      静岡大学(浜松)
    • Invited
  • [Presentation] ピレンプローブによる生物活性リガンドの標的タンパク質への結合位置解析

    • Author(s)
      米田耕三、北将樹、木越英夫
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(名古屋)
  • [Presentation] タンパク質間相互作用を誘導するアプリロニンA類縁体の設計と合成

    • Author(s)
      田邉健太、米田耕三、二木健太郎、北将樹、木越英夫
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(名古屋)
  • [Presentation] 光親和性プローブを用いたアプリロニンAの標的タンパク質における結合位置解析

    • Author(s)
      土屋幸太、山岸航大、平山裕一郎、北将樹、木越英夫
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(名古屋)
  • [Presentation] 遺伝子組換え酵母を用いたアプリロニンAの標的タンパク質における結合位置解析

    • Author(s)
      山岸航大、平山裕一郎、土屋幸太、北将樹、臼井健郎、木越英夫
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(名古屋)
  • [Presentation] 量的供給を目的としたグラジオビアニンAおよび類縁体の改良合成法の開発

    • Author(s)
      塩田秀也、早川一郎、木越英夫
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(名古屋)
  • [Presentation] 植物の光屈性誘導物質MBOA蛍光プローブの合成

    • Author(s)
      金子貴裕、早川一郎、繁森英幸、木越英夫
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(名古屋)
  • [Presentation] 海洋産腫瘍細胞増殖阻害物質ハテルマライド類・ビセライド類の改良合成法の開発研究

    • Author(s)
      木村築、島貫万実、早川一郎、木越英夫
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(名古屋)
  • [Presentation] 海洋産腫瘍細胞増殖阻害物質ビセライドAの全合成

    • Author(s)
      島貫万実、舟久保翔太、山田拓也、木村築、佐藤洋輔、早川一郎、木越英夫
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(名古屋)
  • [Presentation] ユズリミンAの合成研究

    • Author(s)
      新井田恵介、早川一郎、木越英夫
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(名古屋)
  • [Presentation] Isolation and Structure Analysis of Novel Secondary Metabolites from Marine Invertebrates

    • Author(s)
      KAWAMURA, Atsushi; KITA, Masaki; KIGOSHI, Hideo
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(名古屋)
  • [Presentation] Analysis of the Interaction between Aplyronine A and Its Target Proteins

    • Author(s)
      HIRAYAMA, Yuichiro; KITA, Masaki; SUZUKI, Tomohiro; KAWAGISHI, Hirokazu; KIGOSHI, Hideo
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(名古屋)
  • [Presentation] 海洋産抗腫瘍性物質アプリロニンAの生物有機化学

    • Author(s)
      木越英夫
    • Organizer
      日本農芸化学会2014年度大会
    • Place of Presentation
      明治大学(川崎)
    • Invited

URL: 

Published: 2015-05-28  

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