遺伝性ムコ多糖代謝異常症の構造生物学的病態解析と分子治療法開発への展開

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14570736
• Research Institution: Gifu University
• Principal Investigator: 祐川 和子 岐阜大学, 医学部, 助手 (60115409)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 加藤 善一郎 岐阜大学, 医学部附属病院, 助手 (90303502)
• Keywords: ムコ多糖症 / sulfatase / IDS / 構造と機能 / 低分子治療

Research Abstract

研究目的
遺伝性ムコ多糖症はリソソーム酵素蛋白質の機能障害により発症する先天性代謝異常症である.代謝異常症の治療法は,遺伝子治療,骨髄移植,酵素補充療法が実施または開発中であるが,骨および中枢神経への効果はまだ期待が持たれていない.本研究はムコ多糖症の分子病態を明らかにして,有効な治療法開発へ結びつけることを目的とする.
研究結果
1.IDS酵素蛋白質の構造と機能解析
homology modeling法にてIDS(MPSII型欠損酵素)の立体構造モデルを構築した.このモデルを基にして,遺伝子変異により引き起こされるアミノ酸置換の酵素蛋白質立体構造への影響(機能発現、安定性)をコンピューターシュミレーションにて解析した.さらに分子生化学的解析を併せて,MPSII型の臨床表現型と酵素蛋白質構造について考察したところ,GALNS(MPSIVA型)にて得られた知見と同様に,変異位置と臨床表現型との関連性が確認された.
2.Sulfatase欠損症の分子治療法の開発
IDSおよびGALNSについて,変異酵素蛋白質の構造と機能解析から得られた知見を基に、酵素の安定化や機能回復をもたらす低分子物質をin silicoにてスクリーニングした.数種類を変異酵素発現細胞に添加して、in vitro系にて酵素活性と酵素蛋白質合成過程を確認したところ,無添加と比較して数倍の活性上昇が認められた.

Research Products

• [Publications] Tomatsu S et al.: "Missense models [Gustm(E536A)Sly, Gustm(E536Q)Sly, and Gustm(L175F)Sly] of murine mucopolysaccharidosis type VII produced by targeted mutagenesis"Proc Natl Acad Sci USA.. 99. 14982-14987 (2002)
• [Publications] Fujiwaki T et al.: "Application of delayed extraction matrix-assisted laser desorption ionization time-of-flight mass spectrometry for analysis of sphingolipids in cultured skin fibroblasts from sphingolipidosis patients"Brain Dev.. 24. 170-173 (2002)
• [Publications] Tomatsu S et al.: "Methylation patterns of the human beta-glucuronidase gene locus : boundaries of methylation and general implications for frequent point mutations at CpG dinucleotides"Genomics.. 79. 363-375 (2002)
• [Publications] 祐川和子他: "遺伝性ムコ多糖症"小児内科. (印刷中).