HIV感染機構の解明:ケモカイン受容体・リガンド相互作用の構造生物学的研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15019020
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 嶋田 一夫 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 教授 (70196476)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 寺沢 宏明 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 助手 (10300956)
• Keywords: HIV / ケモカイン / NMR / 構造生物学 / 相互作用

Research Abstract

Gタンパク質共役型受容体であるケモカイン受容体CCR5は、HIV感染における主要な共受容体として機能することが明らかとなっている。しかし、CCR5の大量調製法が確立していないこと、膜タンパク質-リガンド間相互作用を解析する構造生物学的手法が確立されていなかったことから、HIV感染メカニズムの原子レベルでの解明は未だなされていない。我々はリガンド分子上の膜タンパク質結合界面を同定する新規NMR手法として転移交差飽和法(TCS法)を確立した。そこで本研究では、CCR5およびリガンドの発現を行い、TCS法を用いてリガンド上のCCR5結合界面を同定することを目標とした。
現在、昆虫細胞を用いた大量培養によるCCR5の調製を進めている。プルダウンアッセイにより、dgitoninで可溶化したCCR5にリガンド結合活性があることが確認された。一方、リガンドであるRANTESに関して大腸菌による均一15N標識を行い、1H-15N HSQCスペクトルに基づいてmonomer-dimer平衡の濃度依存性を調べた。その結果、RANTES濃度0.01mMでの測定においてほぼmonomer由来のみのシグナルを検出した。monomerシグナルの解析により、RANTESのmonomerとdimerの平衡に関する構造生物学的な情報が得られ、それを基にRANTESのCCR5上での結合様式を構造生物学的に解明することができると考えている。現在monomer由来のシグナルの解析を進め、NMRを用いたCCR5との相互作用解析を試みている。

Research Products

• [Publications] Noritaka Nishida: "Novel Collagen-Binding Mode of the VWA Domain Determined by a Transferred Cross-Saturation Experiment"Nature Struct.Biol,. 10. 53-58 (2003)
• [Publications] Yoshimasa Kyogoku: "Structural Genomics of Membrane Proteins"Accounts.Chem.Res. 36. 199-206 (2003)
• [Publications] Koh Takeuchi: "Structural basis of the KcsA K^+ channel and agitoxin2 pore-blocking toxin interaction by using the transferred cross-saturation method"Structure. 11. 1381-1392 (2003)
• [Publications] Lee CW: "Molecular basis of the high-affinity activation of type 1 ryanodine receptors by imperatoxin A."Biochem J.. 377. 385-394 (2003)
• [Publications] Mitsuhiro Takeda: "Hyaluronan-recognition mode of CD44 revealed by cross-saturation and chemical shift perturbation experiments"J.Biol.Chem. 278. 43550-43555 (2003)
• [Publications] Hiroto Kawashima: "^1H,^<13>C, and ^<15>N backbone resonance assignments of the hyaluronan-binding domain of CD44"J.Biomol.NMR. (In Press). (2003)