2017 Fiscal Year Research-status Report
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16K07272
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| Research Institution | Kagawa University |
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Principal Investigator |
小森 博文 香川大学, 教育学部, 准教授 (30382261)
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2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 酵素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、ヒスタミン合成酵素（HDC）の立体構造を基に、医薬品としても応用可能な新規阻害剤を開発するために、Ｘ線結晶構造解析法によってヒスタミン合成反応の分子機構を原子レベルで解明することを目的としている。ヒト由来酵素の活性に関わる重要な変異体や阻害候補化合物複合体のX線結晶構造解析をおこなう他に、食中毒などの健康被害も報告されているヒスタミン産生菌の酵素についても構造解析を進めることによって、ヒスタミン合成酵素の働きを特異的に抑制する新規阻害剤開発の基盤となる構造化学的な研究を推し進める。
本年度は、HDCと同じビタミンB6酵素であるドーパミン合成酵素（AroDC）について、その基質特異性の違いを理解するために、野生型と変異体2種類G354S、G354S・H302Sの結晶化を進めた。大腸菌の発現系とアフィニティクロマトグラフィー法を利用し、野生型と変異体ともに大量に精製することに成功した。精製した標品を利用して幅広いスクリーニングを行ったが、Ｘ線回折実験に適する結晶は得られていない。スペインのマラガ大学Sanchez教授から提供されたヒスタミン類似体（aminooxy analog）と酵素の複合体のＸ線回折データ処理を進め、分解能1.8オングストロングで分子構造の精密化に成功した。これまでに解析されている基質類似体阻害剤（ヒスチジンメチルエステル）と活性部位の比較検討を行い、構造の違いを確認した。その結果、基質認識機構と触媒ループ上に存在するチロシンの役割について明らかにすることができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究は、ヒスタミン合成酵素（HDC）の立体構造を基に、医薬品としても応用可能な新規阻害剤を開発するために、Ｘ線結晶構造解析法によってヒスタミン合成反応の分子機構を原子レベルで解明することを目的としている。これまでにヒト由来HDCのＸ線結晶構造解析を行い、その阻害剤の1つであるヒスチジンメチルエステル(HME)を含む構造を明らかにしている。本年度は、スペインのマラガ大学Sanchez教授から提供されたヒスタミン類似体（aminooxy analog）とHDCの複合体のＸ線結晶構造解析に成功した。HMEと構造を比較した結果、基質ヒスチジンの側鎖であるイミダゾール基の結合部位を同定し、気質認識機構を改めて確認できた。さらに、触媒残基であるチロシンのはたらきについても新たな知見を得ることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究は、ヒスタミン合成酵素（HDC）の立体構造を基に、医薬品としても応用可能な新規阻害剤を開発するために、Ｘ線結晶構造解析法によってヒスタミン合成反応の分子機構を原子レベルで解明することを目的としている。本年度は、スペインのマラガ大学Sanchez教授から提供されたヒスタミン類似体（aminooxy analog）と酵素の複合体のＸ線結晶構造解析に成功した。来年度は、2017年にHDCの阻害剤として報告されたフラボノイドの一種であるpinocembin複合体のＸ線結晶構造解析を行い、これまでに解析されている競合阻害剤と構造の比較検討を行うことで、ヒスタミン合成反応の阻害機構を原子レベルで解明する。また、ヒスタミン産生菌の酵素についても、継続して、結晶化を進める。
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| Causes of Carryover |
（理由） 前年度までに達成することのできなかった結晶化実験を行うため、次年度にも蛋白質の精製と結晶化実験を行う。
（使用計画） Ｘ線結晶構造解析に必要なタンパク質試料の精製・結晶化実験に必要な試薬を購入する
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