Molecular mechanism of viral suppression by APOBEC3

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K07142
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 伊藤 暢聡 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 教授 (40361703)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 蛋白質間相互作用

Outline of Annual Research Achievements

HIV（ヒト免疫不全ウイルス）などのレトロウイルスに対抗するために、哺乳類はAPOBEC3蛋白質を獲得し、そのデアミナーゼ活性によりウイルスの遺伝情報を書き換えてウイルスを抑制している。しかし、マウスのAPOBEC3においては、この酵素活性に依存しないウイルス抑制作用があることが近年明らかになってきた。具体的には、マウスAPOBEC3がウイルスプロテアーゼによる構造タンパク質プロセシングを阻害することを発見された。これまでに知られていなかったウイルス抑制機構の理解は、新たな抗ウイルス薬設計の基盤となる可能性がある。
マウスのAPOBEC3は、アミノ末端側Z2ドメインとカルボキシ末端側Z3ドメインの二つのZドメインからなるが、我々は以前にアミノ末端側Z2ドメイン（nZドメイン）が、ウイルスプロテアーゼと弱く相互作用していることを見出しており、本研究では、カルボキシ末端側のZ3ドメイン（cZドメイン）に着目した。立体構造解析と溶液中での相互作用解析を目的として、バクテリアでの大量発現・精製系の構築をめざした。
その結果、10mg/mL程度の高濃度かつ高純度のcZドメインの試料調整に成功した。この試料をもとに結晶化実験を開始したが、解析に十分な質の結晶は得られていない。またcZドメインとウイルスプロテアーゼの相互作用を表面プラズモン共鳴分光法で測定した。その結果、両者の間に直接の相互作用は検出されなかった。上述したように我々は以前に、アミノ末端側Zドメインがウイルスプロテアーゼと弱く相互作用していることを見出しており、今回の結果と総合するとウイルスプロテアーゼとマウスAPOBEC3の十分な相互作用にはその二つのZドメイン両方か必要であることが示唆される結果となった。