structural study of the ebola virus proteins

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K21272
• Research Institution: Yokohama City University
• Principal Investigator: 杉山 佳奈子 横浜市立大学, 生命医科学研究科, 客員研究員 (20623226)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: ウイルスタンパク質 / エボラウイルス / X線結晶構造解析

Outline of Annual Research Achievements

エボラ出血熱はエボラウイルスが感染することで発症する感染症である。エボラウイルスが宿主の細胞質において行う自身の遺伝子の複製と転写は、ウイルスの生存にとって非常に重要なステップである。そこで、ウイルスの増殖におけるタンパク質の相互作用を明らかにするため、複製転写活性を持つRNA合成酵素(PNAP)とその調節因子であるVP30とVP35、遺伝子を保持するNPといったウイルスタンパク質の相互作用部位のX線結晶構造解析を試みた。
まずはタンパク質を安定な状態で発現させ、相互作用を確認することにした。発現実験の結果、RNAPの1-466、551-904、1187-1650アミノ酸からなるペプチドを大腸菌で可溶化させることに成功したが、これらは非常に不安定であり、相互作用解析等に用いることはできなかった。NP25-420(1)、420-739(2)、630-739(3)、VP30のN及びC末端ドメイン、VP35のN及びC末端ドメインに関しては可溶性発現、精製に成功し、NP1とVP35N、NP2とVP30C及びVP35Cがそれぞれ結合することがわかった。そこで、複合体構造を解析すべく結晶化を行ったが、これらの相互作用は高塩濃度などの条件で容易に単離してしまい、各種結晶化条件下では複合体を形成しないことが明らかになった。そのため、より詳細にアミノ酸を特定して構造解析を試みようと研究を行ったが、2015年にNP1-VP35N結合部位、2016年にNP2-VP30C結合部位の構造が発表され、本研究は彼らの研究の後塵を拝する結果となった。これらの発表ではNPとVPの相互作用がウイルスの生存にとって重要な役割を果たしていることが実験的に証明されている。今後はRNAPとVP、各VP間の相互作用等の情報を得ることで、薬剤開発やエボラウイルスの研究につなげていきたいと考えている。