2019 Fiscal Year Research-status Report
Redox control of disease-related metalloproteins and its application to drug development
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19K07024
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
三重 安弘 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究グループ長 (00415746)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
辻野 博文 大阪大学, 薬学研究科, 助教 (10707144)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 金属蛋白質 / ナノ構造電極 / 電気化学アッセイ / 電子移動反応 / ニューログロビン / ジオキシゲナーゼ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、 がん等の疾病と金属蛋白質との関連が明らかになってきており、その蛋白質機能・特性を分子レベルで理解することは、該蛋白質をターゲットとする創薬において重要である。しかしながら、機能発現に重要な金属の酸化還元（レドックス）状態を制御する良好な手法が確立さ
れておらず、in vivoでの疾病との相関研究に比べ、その理解は遅れている。本研究では、ナノ構造電極を活用する電気化学法を用いて、創薬ターゲットとなる金属蛋白質のレドックス制御技術を開発し、該蛋白質機能の分子レベルでの理解を進展させることを主目的とする。
本年度（1年目）は、ナノ構造電極の作製とそれを用いた脳疾患関連連蛋白質の電気化学制御の検討を行った。種々の条件下で作製したナノ構造電極を用いて、アルツハイマー病等の疾患抑制に関与しているニューログロビン（NGB）の電気化学計測を行ったところ明瞭な応答が得られ、簡便にそのレドックス状態を制御できることができた。通常の（ナノ構造を有しない）電極を用いた場合は応答が得られなかったことから、当該ナノ構造の有用性が示された。NGBのポテンシャル基質とされているアポトーシス誘導因子のシトクロムｃとの反応を調べたところ、還元型のNGBから酸化型のシトクロムｃへの明瞭な電子移動が観測され、NGBのアポトーシス抑制機能の分子機構に関する知見を得た。また、変異体を用いた検討から分子内のジスルフィド結合が前記電子移動に重要な役割を果たしていることも明らかとなり、細胞内の酸化状態とNgb機能との相関が示唆された。一方、免疫抑制に関与しているインドールアミン2,3-ジオキシゲナーゼの野生型および変異型試料を調製し、その電気化学調査を開始することもできた。
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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
様々なナノ構造電極を調査し、脳疾患関連蛋白質であるニューログロビンのレドックス制御に成功するとともに、ポテンシャル基質との反応を電気化学的に分析することで当該酵素の機能に関する分子メカニズムの一旦を明らかにし、その有用性を示すことができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
金属蛋白質のレドックス制御に有用なナノ構造電極の詳細と作製条件等について明らかにしていく。また、前記ニューログロビン以外の疾患関連蛋白質についてもそのレドックス制御を検討し、機能の分子メカニズムを明らかにする。
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| Causes of Carryover |
（理由）予定していた学会参加や会議・打合せ等を実施することができなかった。また、ナノ構造中の金属蛋白質の安定性に関して新たな知見が得られたため、次年度に検討することとした。
（使用計画）学会発表や打合せ等の旅費や上述の金属蛋白質の安定性の詳細などの調査を効率的に進めるための費用に充てる。
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