2017 Fiscal Year Annual Research Report
In cellulo crystallography with a synchrotron for a human neuraminidase
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16K18507
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
小祝 孝太郎 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 研究員 (60620721)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | リソソーム病 / ガラクトシアリドーシス / シアリドーシス / ノイラミニダーゼ / NEU1 / 細胞内結晶 / 再結晶化 / 放射光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、糖鎖分解酵素ヒトノイラミニダーゼ１(NEU1)の分子構造を決定することによって、特定疾患難病のリソソーム病であるガラクトシアリドーシスおよびシアリドーシスを引き起こす変異が、なぜNEU1のノイラミニダーゼ活性を減少させるのか、その原因を解明することを目的としている。 その目的の実現のために、本研究では、NEU1蛋白質が細胞内で結晶化するという極めて特徴的な性質を利用し、NEU1細胞内結晶から、放射光を用いてNEU1分子の構造を決定する計画である。もしくは、細胞内結晶を一度抽出し、溶解した後、再度試験管内で結晶化し(再結晶化し)構造決定する計画である。 本研究はNEU1の構造解析と難病ガラクトシアリドーシスおよびシアリドーシスの治療法の確立という点で医学的、学術的に重要であるのみならず、細胞内結晶から構造を決定できる包括的なシステムの構築を目指しており、構造生命科学・創薬の点において画期的なブレイクスルーとなることが期待される。本年度の実施計画は、前年度に構築した手法を用いて、NEU1細胞内結晶を大量に抽出し、抽出した結晶を一度溶解させ、ゲル濾過カラムクロマトグラフィによって精製し、試験官内での結晶化を探索する計画であり、その計画に基づいて研究を遂行した。また、一方で、前年度より引き続いて、NEU1細胞内結晶を調製する手法を改良し、前年度以上に大量かつ、高純度の蛋白質溶液を調製することに成功した。以上の成果は、今後のNEU1の再結晶化と構造決定に繋がる進展のみならず、他の細胞内結晶化蛋白質にも応用することが可能なものである。
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