インターロイキン18タンパク質立体構造決定に基づいた新規機能分子開発・治療応用

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13770391
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Research Institution: Gifu University
• Principal Investigator: 加藤 善一郎 岐阜大学, 医学部・付属病院, 助手 (90303502)
• Keywords: IL-18 / 立体構造 / NMR

Research Abstract

アレルギー疾患・自己免疫疾患・免疫不全はヒト抗原認識及び免疫反応機構の表裏を構成している。下図に示すように、アレルギー・免疫反応は、まず抗原提示細胞上のHLA分子・抗原ペプチド・T細胞レセプターの3者複合体形成により始まる。その後、種々のサイトカインを含むメディエーターによる修飾・増幅を経て、最終的な生体反応となって現れる。
平成13年度は、インターロイキン18立体構造・活性相関解析を行った。現在までに、ヒトIL-18立体構造を多次元NMRを用いて決定し、レセプター結合様式について、ヒトIL-18蛋白質の立体構造表面に位置する残基の内、蛋白相互作用に関与すると考えられる残基の側鎖を改変した各種変異体を作成した。ヒトリンパ球を用いた活性測定により、活性保持に重要な残基を特定した。その際に、安定同位体元素ラベルした変異体蛋白を用いた2次元NMR解析から、導入した変異によって立体構造が破壊されていないことを確認した。以上の解析から、IL-18活性を発揮するために重要な3つの領域が同定された。
一方、IL-18レセプターαについてホモロジーモデリングを行い、さらに変異解析の結果を踏まえレセプターとの複合体モデリングを行った。これによりレセプターαと結合には、先に同定された活性に重要な領域の内2つの領域を使用することが示唆され、その結合様式はIL-1 : IL-1RIと同様の結合様式であると考えられた。
これらの結果から構造生物学的創薬の基盤が得られた。

Research Products

• [Publications] Shikano H, Kato Z, Kaneko H, Watanabe M, Inoue R, Kasahara K, Takemura M, Kondo N: "IFN-gamma production in response to IL-18 or IL-12 stimulation by peripheral blood mononuclear cells of atopic patients"Clin Exp Allergy. 31. 1263-1270 (2001)