2019 Fiscal Year Annual Research Report
脂質二重膜での心筋小胞体Ca2+輸送調節装置の超微細構造解析と創薬への応用
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17H04033
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
乾 誠 山口大学, その他部局等, 名誉教授 (70223237)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
本田 健 山口大学, 大学院医学系研究科, 講師 (30457311)
酒井 大樹 山口大学, 大学院医学系研究科, 助教 (40464367)
倉増 敦朗 山口大学, 大学院医学系研究科, 准教授 (90302091)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 心不全治療薬 / ホスホランバン / カルシウム輸送 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
心筋小胞体の膜蛋白質ホスホランバン（PLN）は、Ca2+ポンプATPase (SERCA)による心筋小胞体Ca2+輸送を抑制的に調節し、心筋細胞内Ca2+制御で中心的役割を果たしている。このSERCA-PLN系は、新たな心不全治療薬の標的としても注目を集めている。 本研究は、機能を温存した状態でSERCA-PLN系を再構成して、低温電子顕微鏡（cryoEM）による超微細構造解析からPLNによるSERCAの調節メカニズムを原子レベルで明らかにすること、PLNとSERCAとの相互作用に直接影響を与える薬物をデザインすることにより新たな心不全治療薬を開発することを目的としている。
SERCA-PLN系の超微細構造解析では、５量体のPLNとSERCAの融合タンパク質をバキュロウイルスで昆虫細胞に発現させ、ミクロゾーム画分から昨年度までに確立した精製法で、機能を温存した融合タンパク質を精製した。この精製タンパク質をナノディスクに再構成し解析したが、十分な解像度が得られなかった。融合タンパク質を組み込んだナノディスクの不均一性に問題があると思われ、ナノディスクへの再構成の条件検討やナノディスクの精製などによる最適化後に再度解析する予定である。
PLNとSERCAとの相互作用に直接影響を与える薬物に関する研究では、PLNのNMRによる構造解析やSERCAの結晶構造解析をもとに武田薬品湘南研究所でデザイン、合成されたピリドン誘導体のSERCA-PLN系への作用を解析した。その結果、この化合物は、PLNに直接結合し、SERCAへのPLNによる抑制を解除して、ラット心臓に細胞、臓器、個体レベルで収縮力増強と弛緩促進をもたらすことが明らかになった。この薬物は、心拍数を増加させず、新たな心不全治療薬としての可能性が示された。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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