2020 Fiscal Year Annual Research Report
構造生物学的手法を用いた、自然免疫受容体ＴＬＲのシグナル伝達機構の解明
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19J21830
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
坂庭 賢太朗 東京大学, 薬学系研究科, 特別研究員(DC1)
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2019-04-25 – 2022-03-31
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| Keywords | 自然免疫 / TLR / 構造生物学 / クライオ電子顕微鏡 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，自然免疫において起点となる役割を担うToll様受容体（TLR）のシグナル伝達機構について，構造解析を通じて分子レベルで明らかにすることを目的としている。発現スクリーニングや発現系構築を行い，発現量の良好であったTLR3についての取り組みを進めている。
現在までにTLR3全長の可溶化試料を調製し，リガンドである二本鎖RNA（dsRNA）との結合活性を確認した。この試料を人工的な脂質二重膜粒子であるナノディスク（ND）に再構成する条件を検討し，脂質二重膜上で活性化状態を形成したTLR3/dsRNA複合体試料の調製を達成した。クライオ電子顕微鏡を用いて活性化状態での構造解析を行ったところ，～3.3オングストローム分解能で二量体の細胞外ドメイン構造が確認された。全長試料において細胞外ドメインの活性化構造を確認できた一方で，膜貫通領域および細胞内ドメインでは構造決定に至る明瞭な密度を観測することができていない。
TLR3全長の活性化試料の調製が可能となっているが，全長の構造解析に向けてはもう一段の工夫が必要と考えられる。特に，現在の調製試料が細胞外ドメインに対して膜貫通領域および細胞内ドメインがフレキシブルな状態であることが改善すべき課題である。具体的には，化学修飾，下流のアダプタータンパク質やシャペロン分子との複合体化などにより細胞内ドメインを固定するなどの検討を進めている。以上のようなアプローチで検討を進め，活性化全長構造の決定と，TLRのシグナル伝達における分子機構の解明を目指す。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
TLR3全長の試料調製を達成し，構造解析と種々の生化学的評価・分析を行うことができた。構造解析に関しては細胞内ドメインのみが捉えられているが，多量体形成の可能性など新たな知見の端緒を得られている。
全長試料での活性化構造の決定にはいまだ困難が多く，さらなる工夫と取り組みが必要であるが，複合体試料の調製に関して着実な前進が見られる。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在までに得られた試料を，構造解析に向けてさらに改良していくことが基本的な方針である。具体的には，TLR3と複合体を形成すると報告のある下流のアダプタータンパク質および種々のタンパク質との複合体試料の調製を試みる。加えて，化学修飾により溶液中やクライオ電子顕微鏡撮影時の状態を改善することで，膜貫通領域および細胞内ドメインを含む構造決定を目指す。
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[Journal Article] Rationally Designed Small-Molecule Inhibitors Targeting an Unconventional Pocket on the TLR8 Protein-Protein Interface2020
Author(s)
Shuangshuang Jiang, Hiromi Tanji, Kejun Yin, Shuting Zhang, Kentaro Sakaniwa, Jian Huang, Yi Yang, Jing Li, Umeharu Ohto, Toshiyuki Shimizu, and Hang Yin
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Journal Title
Journal of Medicinal Chemistry
Volume: 63 (8)
Pages: 4117-4132
DOI
Peer Reviewed
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