2020 Fiscal Year Annual Research Report
NMR・MRIに基づくシステインを介する生体内分子置換反応の解明
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20H03376
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
寺沢 宏明 熊本大学, 大学院生命科学研究部(薬), 教授 (10300956)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松島 綱治 東京理科大学, 研究推進機構生命医科学研究所, 教授 (50222427)
寺島 裕也 東京理科大学, 研究推進機構生命医科学研究所, 講師 (90538729)
吉永 壮佐 熊本大学, 大学院生命科学研究部(薬), 講師 (00448515)
武田 光広 熊本大学, 大学院生命科学研究部(薬), 助教 (90508558)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 生体内分子置換反応 / システイン / 炎症シグナリング / NMR / MRI |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々は、ケモカイン受容体に結合して細胞遊走を制御する細胞内タンパク質フロントを同定した（Nature Immunol.,2005)。フロントはがん細胞の増悪に関与するとともに、嫌酒薬の一つであるジスルフィラム（DSF）がフロントに結合して抗炎症作用を示すことを明らかにしている（Nature Coomun., 2020)。DSFはジスルフィド結合を有しており、NMR滴定実験の結果よりDSFがフロントのシステイン周辺に相互作用するデータを得ている。そのため、DSF はシステインのチオール基と反応する可能性が考えられる。
一般的に、システインのチオール基は反応性が高く、生体内において様々な化学修飾を受け、そのタンパク質の生理機能の調節に重要な役割を果たしている。本研究では、システインのチオール基に作用する化合物を用いて生体内分子置換反応をひき起こすことにより、標的タンパク質の機能を制御する戦略を確立し、炎症シグナリングを抑制することを目的とする。システインの修飾が機能制御に関与し得るタンパク質群として、フロント、Toll 様受容体の細胞内制御因子 TIRAP、および、転写因子 NF-κBの細胞内制御因子IκBαを標的タンパク質群とする。
初年度にあたる令和２年度は、DSF および類似した化合物について標的タンパク質群のシステインに対する反応を調べた。生じた複合体の質量分析の結果、ジスルフィド結合を介してチオール基に結合する結果が得られた。このようなシステイン修飾能を持つ化合物は、標的タンパク質群が関連した機能の制御に利用できる可能性が期待される。
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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
令和２年度は、標的タンパク質群のシステインと反応する化合物の探索を計画していた。DSFおよびその類縁物質含む複数の化合物が、システインと反応してジスルフィド結合を介した共有結合を形成すことを見出した。当初の計画に概ね沿って研究が進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和２年度に同定した DSF 等のシステイン反応性化合物について、標的タンパク質群との複合体試料を調製し、NMR解析を行い相互作用様式に関する解析を進める。複数の候補化合物間で、反応速度、安定性について比較することで、標的タンパク質群の機能の調整に適した化合物を絞り込む。また、システイン反応性化合物を、実験動物に投与して、MRIを用いた機能解析を行いその薬効評価を行う。
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[Journal Article] Rational Design of Monodispersed Mutants of Proteins by Identifying Aggregation Contact Sites Using Solubilizing Agents2020
Author(s)
Tsuji, T., Yoshinaga, S., Takeda, M., Sato, T., Sonoda, A., Ishida, N., Yunoki, K., Toda, E., Terashima, Y., Matsushima, K., Terasawa, H.
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Journal Title
Biochemistry
Volume: 59
Pages: 3639～3649
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] In-cell NMR analysis of an anticancer candidate compound against a chemokine-signaling protein FROUNT2020
Author(s)
Yoshinaga, S., Sato, T., Higashi, A., Takeda, M., Terashima, Y., Toda, E., Matsushima, K., and Terasawa, H.
Organizer
日本生物物理学会第５８回年会
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[Presentation] In-cell analysis of an inhibitory compound against a chemokine-signaling protein with the in-cell NMR method2020
Author(s)
Sato, T., Yoshinaga, S., Higashi, A., Takeda, M., Terashima, Y., Toda, E., Matsushima, K., and Terasawa, H.
Organizer
第４８回日本磁気共鳴医学会大会
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