Studies on protein structure of key enzymes from trypanosoma and malaria for the development of new drugs.

2009 Fiscal Year Self-evaluation Report

• Project/Area Number: 19370043
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Structural biochemistry
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: YOSHIMOTO Tadashi Nagasaki University, 大学院・医歯薬学総合研究科, 教授 (60088870)
• Project Period (FY): 2007 – 2010
• Keywords: トリパノソーマ / マラリア / 酵素 / 立体構造

Research Abstract

アフリカ睡眠病やマラリア病は患者数が多いにも関わらず、有効な治療薬の開発が遅れている。本研究ではトリパノゾーマやマラリアの持つキーとなる酵素を感染防御のターゲットし、それらに対する特異的阻害剤を治療薬の開発を目指す。
(1)マラリアには古くからキニーネが用いられ、クロロキンなど合成薬が開発されてきたがこれも耐性の出現で問題となっている。マラリアのメチオニンアミノペプチダーゼ遺伝子をノックアウトすると致命的となり、細胞分裂に関与するとされているので、この酵素を治療薬開発のターゲットとした。
(2)トリパノソーマに感染すると、初期に発熱や筋肉の痙攣、知覚異常などの感覚障害を示し、中期に心病変、腎不全などの臓器障害、感染後期には徐々に意識レベルが低下し精神障害、または昏睡状態となって死に至る。このような放出されたオリゴペプチダーゼBが心房性Na利尿ペプチドといった調節ペプチドを分解してしまうことで、ホストの代謝ホメオスタシスに重篤な影響を与えてしまうと考えられている。そのためトリパノソーマ感染の治療薬としてこの酵素をターゲットとした。
(3)基質特異性の広いアミノペプチダーゼN:病原微生物は高いアミノペプチダーゼN活性を持ち、ペプチド代謝によりアミノ酸へ分解し栄養摂取を行っている。アミノペプチダーゼNを強力に酵素阻害することにより兵糧攻めにすることによる治療薬の可能性が考えられた。そのため、アミノペプチダーゼNを共通のターゲットとした。

Research Products

• [Journal Article] Substitution of Glu122 by glutamine revealed the function of the second water molecule as a proton donor in the binuclear metal enzyme, creatininase (2010)
  • Author(s): Yamashita, K., Nakajima, Y., Matsushita, H., Nishiya, Y., Yamazawa, R., Wu, Y., Matsubara, F., Oyama, H., Ito, K., Yoshimoto, T.
  • Journal Title: J.Mol.Biol. 396 Pages: 1081-1096
• [Journal Article] Closed Complex of the D-3-Hydroxybutyrate dehydrogenase induced by an enantiomeric competitive inhibitor : Importance of Gln196 in stable ternary complex formation (2009)
  • Author(s): Nakashima, K., Ito, K., Nakajima, Y., Yamazawa, R., Miyakawa, S., Yoshimoto, T.
  • Journal Title: J.Biochem. 145(4) Pages: 467-479
• [Journal Article] Structure of aminopeptidase N from Escherichia coli complexed with the transition state alnalogue aminophosphinic inhibitor PL250 (2009)
  • Author(s): Fournie-Zaluski, M. C., Poras, H., Roques, B P., Nakajima, Y., Ito, K., Yoshimoto, T.
  • Journal Title: Acta Crystal.D 65 Pages: 814-822
• [Journal Article] Novel Inhibitor for Prolyl Tripeptidyl aminopeptidase from Porphyromonas gingivalis and details of substrate-recognition mechanism (2008)
  • Author(s): Xu, Y., Nakajima, Y., Ito, K., Zheng, H., Oyama, H., Heiser, U., Hoffmann, T., Gartner, U-T., Demuth. H-U., Yoshimoto, T.
  • Journal Title: J.Mol.Biol. 375(3) Pages: 708-719
• [Journal Article] Dipeptidyl aminopeptidase IV from Stenotrophomonas maltophilia exhibited an activity against substrate containing 4-hydroxyproline residue (2008)
  • Author(s): Nakajima, Y., Ito, K., Toshima, T. Egawa, T., Zheng. H., Oyama, H., Wu, Y-F., Takahashi, E., Kyono. K., Yoshimoto, T.
  • Journal Title: J.Bacteriol. 190(23) Pages: 7819-7829
• [Presentation] Streptococcus 由来プリンヌクレオシドホスホリラーゼの構造と基質特異性 (2007)
  • Author(s): 武吉智也, 中嶋義隆, 伊藤潔, 芳本忠
  • Organizer: 平成19年度 第24回日本薬学会九州支部大会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 20071208-20071209
• [Presentation] Hyp基質に活性を示すS. maltophilia ジペプチジルアミノペプチダーゼIVの構造的特徴 (2007)
  • Author(s): 十島翼, 中嶋義隆, 伊藤潔, 尾山廣, 芳本忠
  • Organizer: 平成19年度第24回日本薬学会九州支部大会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 20071208-20071209