2021 Fiscal Year Research-status Report
Rational design of selective inhibitors targeting snake venom based on resistance system of venomous snake
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20K07061
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| Research Institution | Fukuoka University |
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Principal Investigator |
塩井 成留実 (青木成留実) 福岡大学, 理学部, 助教 (50510187)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 有毒生物 / toxinology / 酵素阻害タンパク質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、毒ヘビの体内で作られるヘビ毒阻害タンパク質を基盤に、毒素に対して高い特異性と安定性を持つ阻害物質の創薬基盤研究を展開することである。その目的を達成するため、本研究実施期間(2020-2022年度)では、1)毒素阻害タンパク質の立体構造を基盤に強い阻害を示すペプチドを合成、および、世界で致死被害を引き起こす毒ヘビの血液中の阻害タンパク質を調査、また、2)毒液の相乗的なシステムの普遍的な要素やその機構の解明を計画している。2021年度には、初年度に行ったトランスクリプトーム解析およびプロテオミクス解析の結果を活用し、以下に示す内容で研究を実施した。
1) 毒素阻害物質の創薬基盤研究を目的とした実験では、ヘビ血液中から発見された抗出血因子(ヘビ毒金属プロテアーゼ阻害タンパク質)のタンパク質発現を検討し、最終的に哺乳類細胞発現系により目的タンパク質を調整することを可能にした。現在、ドメイン別の発現、および変異体解析を行い、毒素阻害に必須な領域およびアミノ酸残基の特定を目指している。さらに、ハブ血液中に存在する他の毒素阻害タンパク質発現は、大腸菌発現系を用いて量的調整を試みている。
2)毒液の相乗的なシステムの普遍的な要素やその機構の解明を目的とした実験においては、クサリヘビ科、コブラ科、および、無毒ヘビのトランスクリプトーム解析およびプロテオミクス解析より共通および相違点をまとめ、それらの比較解析からいくつかの毒ヘビ特有の候補遺伝子およびタンパク質に着目している。現在、それらの構造と機能解析を進めている。
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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
初年度のトランスクリプトーム解析およびプロテオミクス解析のデータを有効に活用することで、標的遺伝子およびタンパク質の構造および機能解析が比較的円滑に行うことができている。一方、2021年度の一年間もまたCOVID-19感染の影響により国内外のサンプリングができなかった。これらの研究内容は、国内、および国外の共同研究のやり取りや、行き来が比較的スムーズにできる時期に計画することにした。そのため、2021年度は、研究基盤のためのアッセイ系および目的タンパク質の発現系の確立を行っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
国内外の共同研究者との連携により、サンプリングをできる限り円滑に進める。また、初年度の解析法を基盤とし、得られたサンプル組織のトランスクリプトーム解析およびプロテオミクス解析を行い、ヘビの種間および種内の共通点や相違点についても分析を行う予定である。一方、標的遺伝子、およびタンパク質については、2021年度に続きその発現量の確認や、機能についてなど詳細な解析を進めていく。
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| Causes of Carryover |
当該年度にプラズモン共鳴法を用いた相互作用解析の装置が故障したため、動力学的相互作用解析ができず、当初申請書の予算に計上した表面プラズモン共鳴用のセンサーチップや試薬等の物品の購入を見送った。また、修理見積の金額が大幅に助成金額を超えているため、修理や代替装置の購入の目処は立っていない。このトラブルへの対応として、当該年度後半には、抗体を用いたプルダウン法アッセイ法等、新しい相互作用解析方法の確立を検討している。次年度には、新しいアッセイ系に用いる物品購入を予定している。また、国内(沖縄県および鹿児島県南西諸島)のサンプリングが新型コロナウイルスの国内感染者の増加などの影響で実施できなかったため、翌年度にサンプリング計画を変更した。
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