CYP3A4の高分解能構造解析による薬物相互作用の分子論的解明

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20790046
• Research Institution: Japan Atomic Energy Agency
• Principal Investigator: 安達 基泰 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究職 (60293958)
• Keywords: シトクロームP450 / 医薬品代謝 / CYP3A4 / 大腸菌発現 / 構造活性相関

Research Abstract

CYP3A4は医薬品代謝を担う主要な分子であり、CYP3A4の構造活性相関の研究は、新規医薬品設計の観点から極めて重要なテーマである。しかしながら、ヒト由来チトクロームP450の多くが可溶性タンパク質として大量発現させることが困難なため、本研究を推進するためには、可溶性蛋白質として回収される活性型CYP3A4の調製系を構築することが重要な課題である。
本年度は、大腸菌発現系において不溶性蛋白質として大量発現されるCYP3A4を用いて、リフォールディング条件の検討を実施した。リフォールディングによる調製が可能になれば、少ない精製ステップで純度の高い試料が大量調製できる。まず、不溶性蛋白質として大量発現されるCYP3A4を、変性剤で可溶化後、Niキレートカラムを用いて精製した。種々の条件検討の結果、添加するヘミンが溶解する塩基性条件で、さらに、中性の界面活性剤と還元剤DTTの存在下にて希釈することで、可溶性のCYP3A4を得ることに成功した。得られた試料をゲル濾過カラムクロマトグラフィーに供したところ、単量体の位置にピークが確認され、その紫外可視吸収スペクトルは、すでに報告されている活性型CYP3A4とよく似ていた。これまでに、CYP3A4を含むP450ファミリーに関してリフォールディングの成功例は報告されていないことから、本結果は、P450の研究を進めていくうえで、基礎的で重要度の高い結果であると考えられる。