ゲル内結晶化法を応用した新しい作用機序のプロテアソーム調節薬剤の開発

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K14637
• Research Institution: Tsuyama National College of Technology
• Principal Investigator: 高木 賢治 津山工業高等専門学校, 総合理工学科, 講師 (90647322)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: プロテアソーム

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、プロテアソームと化合物の複合体構造を基にした高活性な新規薬剤開発を目指している。当初ゲル内結晶化法を参考に、プロテアソーム結晶形成後に疎水性の化合物を浸漬・結合させることを想定して研究を進めていたが、X線結晶構造解析により化合物由来の電子密度の確認ができなかった。同様の手法による構造解析が可能か検討するため、プロテアソームと結合することが報告されているAAA型分子シャペロンVCPの結晶化を進めてきたが、結晶の質は向上していない。しかし、同じ結晶化条件でもゲル内で結晶形成することで、何らかの制御が働き、結晶の質が向上することを期待し、本年度も引き続き結晶化条件の検討を行った。また、プロテアソームの活性を調節する化合物を探索するうえで、重要なターゲット分子として新規植物プロテアソームシャペロンが報告された。本分子は対応するホモログが存在せず構造解析がすすめられていない。また、すでにホモログの構造決定が行われているシャペロン分子に関しても、ヒトや酵母とアミノ酸配列の相同性が低く、新たな制御メカニズムの発見につながる可能性もある。本分子の制御によりプロテアソーム構築の制御メカニズムの詳細が明らかになれば、プロテアソーム機能の制御という点から当初の目的である高活性な新規薬剤の開発につながることが期待される。また、ゲル内での結晶化が結晶の質を向上させる可能性にも期待し、本分子及び相互作用する分子等の複数の発現系の構築を行った。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

代用サンプルとして立体構造解析が行えるものを増やしている。また、ゲル内結晶化についても、当初より目的を広げて検討を進めている。

Strategy for Future Research Activity

当初の研究計画を変更し、ゲル内結晶化法が結晶性の改善につながるかも検討する。また当初の研究計画に則った高活性な新規薬剤開発につなげるため、新規に発見されたプロテアソームシャペロンもサンプルに加え解析を進める。

Causes of Carryover

計画二年目に研究代表者の異動があり、計画三年目も計画の遂行のために装置の設置などの予算を計上した。新型コロナウィルス感染拡大により出張などができなかったため、その分の予算が残ったが、新規ターゲット分子として植物プロテアソームシャペロンの構造解析も予定しており、前年度未使用分を含めた次年度使用額として計上した。