2016 Fiscal Year Research-status Report
糖非発酵グラム陰性細菌由来ジペプチド産生酵素の創薬分子基盤
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16K08322
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| Research Institution | Iwate Medical University |
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Principal Investigator |
阪本 泰光 岩手医科大学, 薬学部, 助教 (00349036)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | DPP / 抗菌薬 / 糖非発酵グラム陰性桿菌 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
糖非発酵グラム陰性桿菌（NFGNR）のペプチド代謝に重要なジペプチド産生酵素群の構造生物学的研究を通じた創薬研究を進めている。
１．各種DPPの発現、精製、結晶化について: 多剤耐性菌及び歯周病菌由来のDPP群７種の発現系及び精製条件を確立し、結晶化スクリーニングを進めている。結晶化スクリーニングの一部については、高エネルギー加速器研究機構の自動結晶化ロボットを使用することとIn situでの回折実験を併用することによって、複合体結晶の結晶化条件の最適化の短縮化を行った。
２．インシリコスクリーニングによる化合物探索: 歯周病菌由来DPP11の立体構造と大阪大学の配布しているLigandBox（200万個の化合物データベース）を用いて、AutoDock Vinaによるインシリコスクリーニングを実施した。そのうち、計算上のBinding Affinityを参考にして13種類の化合物を選び、活性測定を実施した。そのうち、70％以上の阻害率を示すものが２種、90％以上の阻害率を示すものが１種と阻害化合物のシード化合物となりうる化合物を得ることができた。
３．各種化合物との共結晶化と結晶構造解析: 歯周病菌由来ペプチド分解酵素及び類縁酵素の複合体結晶を用いて、大型放射光施設（SPring-8 BL41XU, BL44XU, PF BL17A, BL1A）にて80セット以上の回折強度データを収集した。上記インシリコスクリーニングで得られた化合物との共結晶からは1.44A分解能の回折強度データを収集した。多種の化合物やペプチドとDPP群との複合体の回折強度データ収集に成功し、阻害化合物の設計・最適化に向けた知見が得られつつある。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
各種DPPと化合物複合体について、多くの回折強度データと複合体構造が得られ化合物設計及び最適化を共同研究者と進めている。さらに、複合体構造に基づいて設計及び最適化した化合物の阻害活性評価を行い、当初の計画以上に進展している。
一部の化合物については平成29年度に実施予定だった抗菌活性評価を実施した。
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| Strategy for Future Research Activity |
大阪大学生体超分子ビームライン、大阪大学蛋白質研究所共同研究員に採択され、結晶化及び放射光利用の支援を受けX線結晶構造解析を実施している。また、2017年度からは、高エネルギー加速器研究機構の共同利用実験課題に採択され、これらの制度を利用して、化合物との複合体の構造解析と構造最適化、阻害活性評価のサイクルを回して創薬研究を進める。一方、化合物複合体の結晶化スクリーニングとして活用していた高エネルギー加速器研究機構の自動結晶化ロボットの利用が創薬等支援技術基盤プラットフォームの終了に伴い一旦利用できなくなるため、後継プロジェクトである創薬等ライフサイエンス研究支援基盤事業への応募を行い、支援を受けられるようにする必要がある。
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| Causes of Carryover |
研究者の責務ではない事務処理遅延により、次年度使用額が生じているため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
実際には、全額使い切っているため次年度使用額の使用計画はたてられない。
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[Presentation] Crystal structure analysis of bacterial dipeptidyl aminopeptidase IV2016
Author(s)
◯Roppongi, S., Tateoka, C., Suzuki, Y., Fujimoto, M., Morisawa, S., Iizuka, I., Kushibiki, C., Yonezawa, N., Ogasawara, W., Tanaka, N., Sakamoto, Y. and Nonaka, T.
Organizer
14th Conference of the Asian Crystallographic Association
Place of Presentation
Hanoi
Year and Date
2016-12-05
Int'l Joint Research
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[Presentation] Crystal Structure of Bacterial Dipeptidyl Aminopeptidase IV Complexed with Peptide2016
Author(s)
Kushibiki, C., ◯Yonezawa, N., Roppongi, S., Tateoka, C., Suzuki, Y., Fujimoto, M., Morisawa, S., Iizuka, I., Ogasawara, W., Tanaka, N., Sakamoto, Y. and Nonaka, T.
Organizer
14th Conference of the Asian Crystallographic Association
Place of Presentation
Hanoi
Year and Date
2016-12-05
Int'l Joint Research
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[Presentation] Structural Analysis of Dipeptidyl Peptidase 11 (DPP11) from Porphyromonas gingivalis2016
Author(s)
◯Sakamoto, Y., Suzuki, Y., Iizuka, I., Tateoka, C., Roppongi, S., Fujimoto, M., Inaka, K., Tanaka, H., Yamada, M., Ohta, K., Gouda, H., Nonaka, T., Ogasawara, W. and Tanaka, N.:
Organizer
14th Conference of the Asian Crystallographic Association
Place of Presentation
Hanoi
Year and Date
2016-12-05
Int'l Joint Research
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[Presentation] Enzymatic characterization of S46 peptidase from pathogenic bacteria2016
Author(s)
◯Ito, Y., Nakamura, A., Roppongi, S., Sakurai, Y., Suzuki, Y., Hidaka, K., Tsuda, Y., Sakamoto, Y., Tanaka, N. and Ogasawara, W.
Organizer
The 5th International GIGAKU Conference in Nagaoka (IGCN2016)
Place of Presentation
Nagaoka
Year and Date
2016-10-07
Int'l Joint Research
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[Presentation] Crystal structure of dipeptidyl amino peptidase 11 from Porphyromonas gingivalis2016
Author(s)
Sakamoto, Y., Suzuki, Y., Iizuka, I., Tateoka, C., Roppongi, S., Fujimoto, M., Inaka, K., Tanaka, H., Yamada, M., Ohta, K., Gouda, H., Nonaka, T., Ogasawara, W. and Tanaka, N.
Organizer
42nd Naito Conference on "In the Vanguard of Structural Biology
Place of Presentation
Sapporo
Year and Date
2016-10-06
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[Presentation] Structure analysis of dipeptidyl peptidase 11 from Porphyromonas gingivalis.2016
Author(s)
Sakamoto, Y., Suzuki, Y., Iizuka, I., Tateoka, C., Roppongi, S., Fujimoto, M., Inaka, K., Tanaka, H., Yamada, M., Ohta, K., Gouda, H., Nonaka, T., Ogasawara, W. and Tanaka, N
Organizer
16th International Conference on the Crystallization of Biological Macromolecules
Place of Presentation
Prague
Year and Date
2016-07-05
Int'l Joint Research
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[Presentation] Structure-Function Relationships of S46 peptidases from Non-Fermenting Gram-Negative Rods2016
Author(s)
Roppongi, S., Suzuki, I., Iizuka, I., Inaka, K., Tanaka, H., Yamada, M., Ohata, K., Nonaka, T., Ogasawara, W., Tanaka, N. and Sakamoto, Y.
Organizer
American Society for Microbiology
Place of Presentation
Boston
Year and Date
2016-06-17
Int'l Joint Research
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