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2023 Fiscal Year Research-status Report

Epigenetic study of influenza A virus RNA polymerase

Research Project

Project/Area Number 21K06569
Research InstitutionTokushima Bunri University

Principal Investigator

葛原 隆  徳島文理大学, 薬学部, 教授 (00260513)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Keywordsインフルエンザウイルス / RNAポリメラーゼ / PA / エンドヌクレアーゼ / アセチル化 / ヒストンアセチル化酵素 / PCAF / GCN5
Outline of Annual Research Achievements

インフルエンザは現在でも重要な感染症であり、保存性が高く変異が起こりにくいインフルエンザウイルスのRNAポリメラーゼは新規の抗インフルエンザ創薬の非常に良い標的と考えられる。このRNAポリメラーゼは 3種のサブユニットPA, PB1, PB2で構成され、そのうちPAはエンドヌクレアーゼ活性により宿主mRNAから5’-capを含む十数塩基を切り取り、プライマーとして利用することでウイルスのmRNAが合成される。私どもの研究グループは、大腸菌により発現・精製したPAの組換えタンパク質がヒトのアセチル化酵素PCAFとGCN5によってアセチル化され、PAのエンドヌクレアーゼ活性が制御されることを報告した。質量分析によりPAの19番目のリジン残基(K19)がアセチル化標的であることを示唆し、K19をグルタミン(K19Q)と アルギニン(K19R)に変異させたところアセチル化レベルが減少した。興味深いことに、アセチル化リジンを模倣するK19Q変異によりエンドヌクレアーゼ活性が制御され、K19アセチル化の重要性が示唆された。去年までに、さらに質量分析の結果を再検討したところ、新たにK104とK158もアセチル化修飾部位であることを見出した。そこで、本報告では、K104とK158を単独でグルタミンまたはアルギニンに変異させた組換えタンパク質、およびK19・K104・K158の2か所以上のリジンを組み合わせてアルギニンに変異させた組換えタンパク質を作成した。そして、そのうちK104RおよびK104Qの変異を有する組換えタンパク質を用いて、アセチル化レベルの変化を解析した。その結果、どちらの組換えタンパク質もアセチル化レベルの減弱が観察され、K104もアセチル化の標的であることを生化学的に明らかにした。本年は、K19とそれらの変異を組み合わせた各種の複合変異組換えPAタンパク質の作成を行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年度はインフルエンザAウイルスのRNA依存RNAポリメラーゼのPAサブユニットにおいて、K19だけでなく、K104・K158という複数箇所の新規アセチル化部位の複合的な変異を有するPAタンパク質を作成しつつあるため。

Strategy for Future Research Activity

インフルエンザPAエンドヌクレアーゼ中に、新たにアセチル化部位として見出したK104とK158を単独でグルタミンまたはアルギニンに変異させた組換えタンパク質、およびK19・K104・K158の2か所以上の複数のリジンを組み合わせてグルタミンまたはアルギニンに変異させた組換えタンパク質を大腸菌を用いて発現、精製し、アセチル化の解析、さらにそのエンドヌクレアーゼなどの機能に対する解析を行う。アセチル化レベルとエンドヌクレアーゼ活性の変化、ウイルスへの効果を解析していく。

Causes of Carryover

新型コロナウイルスによる影響が過去数年にわたり研究活動に良くない影響を及ぼしたことと、この影響は本年度の春先まで残っており、学生を含めた研究活動が阻害されていたため。

  • Research Products

    (12 results)

All 2024 2023 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (7 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Bakuchiol targets mitochondrial proteins, prohibitins and voltage-dependent anion channels: New insights into developing antiviral agents2024

    • Author(s)
      Shoji Masaki、Esumi Tomoyuki、Masuda Takeshi、Tanaka Narue、Okamoto Risa、Sato Hinako、Watanabe Mihiro、Takahashi Etsuhisa、Kido Hiroshi、Ohtsuki Sumio、Kuzuhara Takashi
    • Journal Title

      Journal of Biological Chemistry

      Volume: 300 Pages: 105632~105632

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2024.105632

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Anti-influenza Activity of Povidone-Iodine-Integrated Materials2023

    • Author(s)
      Shoji Masaki、Ichihashi Kenta、Sriwilaijaroen Nongluk、Mayumi Haruka、Morikane Shinji、Takahashi Etsuhisa、Kido Hiroshi、Suzuki Yasuo、Takeda Kazuyoshi、Kuzuhara Takashi
    • Journal Title

      Biological and Pharmaceutical Bulletin

      Volume: 46 Pages: 1231~1239

    • DOI

      10.1248/bpb.b23-00161

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Imaging Analysis of Neurotrophic Effects by CCN2 Protein in Neuronal Precursor Cells Derived from Human-Induced Pluripotent Stem Cells2023

    • Author(s)
      Shoji Masaki、Kuzuhara Takashi
    • Journal Title

      Methods Mol Biol .

      Volume: 2582 Pages: 269~280

    • DOI

      10.1007/978-1-0716-2744-0_18

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 脊椎手掌異形成型エーラス・ダンロス症候群患者iPS細胞の遺伝子修復による骨関連組織の再生医療研究2024

    • Author(s)
      庄司正樹、永渕楓華、由利優心、長瀬早咲、原貴史、吉開会美、福中彩子、藤谷与士夫、Heloisa G. dos Santos、深田俊幸、葛原隆
    • Organizer
      第23回日本再生医療学会総会
  • [Presentation] バクチオールは、PHBsおよびVDAC2が関わる機序によりインフルエンザウイルスの増殖を抑制する2024

    • Author(s)
      佐藤雛子、庄司正樹、田中成枝、岡本理沙、江角朋之、増田豪、大槻純男、葛原隆
    • Organizer
      日本薬学会第144年会
  • [Presentation] 骨格筋分化における亜鉛輸送体ZIP13の関与の可能性:脊椎手掌異形成型エーラス・ダンロス症候群患者のiPS細胞を用いた検討2024

    • Author(s)
      長瀬早咲、庄司正樹、由利優心、大橋拓人、原貴史、吉開会美、福中彩子、藤谷与士夫、櫻井英俊、Heloisa G. dos Santos、深田俊幸、葛原隆
    • Organizer
      日本薬学会第144年会
  • [Presentation] インフルエンザウイルスPAサブユニットにおける新規アセチル化リジン残基の検討2023

    • Author(s)
      畠山 大, 岡田 彩乃, 西川 恵理菜, 緒方 星陵, 増田 豪, 本淨 倫巳, 橋本 侑里香, 山西 麗, 大槻 純男, 篠原 康雄, 葛原 隆
    • Organizer
      第70回日本ウイルス学会学術集会
  • [Presentation] バクチオールは、ミトコンドリアタンパク質であるPHBsおよびVDACsを標的とする。2023

    • Author(s)
      庄司 正樹, 岡本 理沙, 田中 成枝, 増田 豪, 渡辺 珠汎, 江角 朋之, 大槻 純男, 葛原 隆
    • Organizer
      第70回日本ウイルス学会学術集会
  • [Presentation] ポビドンヨードを展着させた個人防護具(PPE)素材の抗インフルエンザ活性2023

    • Author(s)
      庄司 正樹、市橋 健太、ノングラック スリウイライジャロエン、眞弓 陽香、守金 眞滋、鈴木 康夫、武田 收功、葛原 隆
    • Organizer
      第62回日本薬学会・日本薬剤師会・日本病院薬剤師会中国四国支部学術大会
  • [Presentation] インフルエンザウイルスRNAポリメラーゼのPAサブユニットにおける新規アセチル化部位の生化学的検討2023

    • Author(s)
      畠山 大、岡田彩乃、西川恵理菜、本淨倫巳、緒方星陵、増田 豪、大槻純男、葛原 隆
    • Organizer
      第36回インフルエンザ研究者交流の会シンポジウム
  • [Remarks]

    • URL

      http://p.bunri-u.ac.jp/lab08/index.html

  • [Remarks]

    • URL

      https://p.bunri-u.ac.jp/laboratory/lab/lab08/

URL: 

Published: 2024-12-25  

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