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2012 Fiscal Year Annual Research Report

ノシセプチン疼痛受容体スーパーアゴニストおよびスーパーアンタゴニストの創製

Research Project

Project/Area Number 23657078
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

下東 康幸  九州大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (00211293)

Keywords分子認識 / 蛋白質 / 生理活性 / 脳・神経 / 鎮痛・疼痛
Research Abstract

本研究の目的は、痛み増強(疼痛)に働くノシセプチン受容体ORL1について、ORL1受容体を丸ごと総アラニンスキャンし、受容体活性化に必須な残基を同定し、これを捕捉して活性増強するスーパーアゴニスト、あるいは抑制するスーパーアンタゴニストを得る一般的な分子設計法を確立することである。丸ごと総アラニンスキャンにより、我々がこれまで見出したスーパーアゴニスト、すなわち、結合親和性から期待されるよりずっと強い活性を示すリガンドや、阻害活性が非常に強くアゴニスト活性ゼロの純アンタゴニストの活性発現機構を解明し、新規分子の設計・合成を目指す。
昨年度に引き続きノシセプチン受容体ORL1の丸ごと総アラニンスキャンのためのアミノ酸変異体作製を精力的に実施し、計画通りに7本存在する膜貫通部分全て、また、第8ヘリックスを含め全てのα-ヘリックスのアミノ酸161残基について、1つ1つ、アラニンに変異させた。また、細胞内外ループの変異体作製も完成し、受容体全体で見ると約80%の残基について変異体作製を終了した。さらに、作製変異体について結合試験および活性化試験を実施し、活性および不活性な受容体構造の構築に働いている構造要因が明らかとなった。一方、β2-アドレナリン受容体の不活性型および活性型両方のX線結晶構造が報告されたことより、ORL1受容体へのホモロジーモデリングを実施し、これらのアッセイ結果と対照させて、活性化に決定的な構造要因の同定に成功した。
さらに、活性化の構造要因が純アンタゴニストの阻害活性に最も重要な構造の相互作用部位と想定されたことより、この相互作用を増強する分子設計が可能となった。最終的にはこの分子設計まで完了した。

  • Research Products

    (29 results)

All 2013 2012

All Journal Article (12 results) (of which Peer Reviewed: 11 results) Presentation (17 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Exploration of pharmacological chaperone for rescue of misfolded and/or unfolded ORL1 nociceptin receptor proteins2013

    • Author(s)
      H. Nishimura, S. Inamine, J. Li, A. Matsushima, and Y. Shimohigashi
    • Journal Title

      Peptide Science 2012

      Pages: 115-118

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Identification of affinity binding sites of Cys(Npys)-elongated RYYRIK peptide antagonist by means of Cys→Ala mutated ORL1 nociceptin receptors2013

    • Author(s)
      A. Matsushima, H. Nishimura, S. Inamine, and Y. Shimohigashi
    • Journal Title

      Peptide Science 2012

      Pages: 207-208

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Two different binding modes of peptide library-based antagonist Acyl-RYYRIK amide in the ORL1 nociceptin receptor2013

    • Author(s)
      S. Inamine, H. Nishimura, J. Li, A. Matsushima, T. Costa, and Y. Shimohigashi
    • Journal Title

      Peptide Science 2012

      Pages: 229-230

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Halogenated Phe-containing endomorphin-2 analogs with mixed agonist and antagonist activities2013

    • Author(s)
      K. Nishio, H. Nishimura, K. Suyama, T. Nose, and Y. Shimohigashi
    • Journal Title

      Peptide Science 2012

      Pages: 25-26

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Peptide ligand probes for exploration into the receptor molecular mechanisms2012

    • Author(s)
      Y. Shimohigashi
    • Journal Title

      Peptide Science 2011

      Pages: 1-4

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structural essentials of hyperalgesic nociceptin ORL1 receptor for ligand binding and receptor activation2012

    • Author(s)
      H. Nishimura, J. Li, K. Isozaki, Y. Abe, S. Inamine, A. Matsushima, T. Nose, T. Costa, and Y. Shimohigashi
    • Journal Title

      Peptide Science 2011

      Pages: 33-34

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structural analysis of delta opioid receptor dimer by bivalent deltorphin ii analogs2012

    • Author(s)
      N. Ito, H. Nishimura, A. Matsushima, T. Nose, T. Costa, and Y. Shimohigashi
    • Journal Title

      Peptide Science 2011

      Pages: 173-174

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Receptor binding characteristics of tritium-labeled pure antagonist peptide for hyperalgesic nociceptin ORL1 receptor2012

    • Author(s)
      S. Inamine, H. Nishimura, J. Li, A. Matsushima, T. Nose, T. Costa, and Y. Shimohigashi
    • Journal Title

      Peptide Science 2011

      Pages: 183-184

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Functional analysis of a histidine residue essential for receptor activation of delta opioid receptor2012

    • Author(s)
      Y. Abe, T. Matsuo, H. Nishimura, J. Li, T. Nose, T. Costa, and Y. Shimohigashi
    • Journal Title

      Peptide Science 2011

      Pages: 185-186

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ペプチド性GPCRリガンドの高効率構造活性相関解析研究2012

    • Author(s)
      野瀬 健,下東康幸
    • Journal Title

      遺伝子医学MOOK 21「最新ペプチド合成技術とその創薬研究への応用」

      Volume: 21 Pages: 274-282

  • [Journal Article] Effects of the Halogenation of Phe-Phenyl Group of Two Consecutive Residues in Endomorphin-2 on the Interaction with the μ-opioid Receptors2012

    • Author(s)
      K. Nishio, H. Nishimura, K. Suyama, Y. Abe, A. Matsushima, T. Nose, and Y. Shimohigashi
    • Journal Title

      Peptide Science 2011

      Volume: なし Pages: 171-172

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Peptide Science 20112012

    • Author(s)
      A. Matsushima, H. Nishimura, S. Inamine, S. Uemura, and Y. Shimohigashi
    • Journal Title

      Affinity labeling of the ORL1 nociceptin receptor by Cys(Npys)-elongated RYYRIK peptide antagonist

      Volume: なし Pages: 179-180

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 鎮痛ペプチド・エンドモルフィン-2の構造を基盤としたアンタゴニストの設計と戦略2013

    • Author(s)
      西尾華奈子・西村裕一・巣山慶太郎・松島綾美・野瀬 健・下東康幸
    • Organizer
      リスクサイエンス研究フォーラム2013
    • Place of Presentation
      福岡大学セミナーハウス(福岡市)
    • Year and Date
      20130311-20130311
  • [Presentation] 薬理学的分子シャペロンによるORL1疼痛受容体タンパク質の細胞膜発現と機能のレスキュー2012

    • Author(s)
      西村裕一・稲嶺翔吾・李 京蘭・松島綾美・下東康幸
    • Organizer
      第85回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場・マリンメッセ福岡(福岡市)
    • Year and Date
      20121214-20121216
  • [Presentation] エンドモルフィン-2はハロゲン導入によりアンタゴニストへ変化する2012

    • Author(s)
      西尾華奈子・西村裕一・巣山慶太郎・野瀬 健・下東康幸
    • Organizer
      第85回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場・マリンメッセ福岡(福岡市)
    • Year and Date
      20121214-20121216
  • [Presentation] ハロゲン含有ビスフェノールのエストロゲン受容体サブタイプ特異的転写活性:α-アゴニズムおよびβ-アンタゴニズム2012

    • Author(s)
      劉 暁輝・巣山慶太郎・松島綾美・野瀬 健・下東康幸
    • Organizer
      第85回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場・マリンメッセ福岡(福岡市)
    • Year and Date
      20121214-20121216
  • [Presentation] Pharmacological chaperone for fine protein expression of orl1 nociceptin receptor in the cell membrane2012

    • Author(s)
      Nishimura, H., Inamine, S., Li, J., Matsushima, A., and Shimohigashi, Y.
    • Organizer
      16th Korean Peptide Protein Symposium
    • Place of Presentation
      Sungkyunkwan University, Suwon, Korea
    • Year and Date
      20121130-20121130
  • [Presentation] Halogenation of Phe-phenyl in Opioid Peptide Engdomorphin-2 for Invention of Antagonist2012

    • Author(s)
      Nishio, K., Nishimura, H., Suyama, K., Matsushima, A., Nose, T., and Shimohigashi, Y.
    • Organizer
      16th Korean Peptide Protein Symposium
    • Place of Presentation
      Sungkyunkwan University, Suwon, Korea
    • Year and Date
      20121130-20121130
  • [Presentation] 疼痛ノシセプチン受容体タンパク質のミスフォールディングや不完全フォールディングを救済する薬理学的分子シャペロンの探索2012

    • Author(s)
      西村裕一・稲嶺翔吾・李 京蘭・松島綾美・下東康幸
    • Organizer
      第49回ペプチド討論会
    • Place of Presentation
      かごしま県民交流センター(鹿児島市)
    • Year and Date
      20121107-20121109
  • [Presentation] 疼痛ペプチド受容体ORL1変異体のアフィニティラベリングによるリガンド結合部位解析2012

    • Author(s)
      松島綾美・西村裕一・稲嶺翔吾・下東康幸
    • Organizer
      第49回ペプチド討論会
    • Place of Presentation
      かごしま県民交流センター(鹿児島市)
    • Year and Date
      20121107-20121109
  • [Presentation] isovaleryl-RYYRIK-NH2のisovaleryl基はORL1受容体不活性化のための特異的サイトに結合する2012

    • Author(s)
      稲嶺翔吾・西村裕一・李 京蘭・松島綾美・Tommaso Costa・下東康幸
    • Organizer
      第49回ペプチド討論会
    • Place of Presentation
      かごしま県民交流センター(鹿児島市)
    • Year and Date
      20121107-20121109
  • [Presentation] 高活性サブスタンスPアナログのタキキニン受容体NK-1に対する高精度結合試験法2012

    • Author(s)
      蔵満由美・西村裕一・中村 諒・巣山慶太郎・松島綾美・野瀬 健・下東康幸
    • Organizer
      第49回ペプチド討論会
    • Place of Presentation
      かごしま県民交流センター(鹿児島市)
    • Year and Date
      20121107-20121109
  • [Presentation] 高親和性ハロゲン化フェニルアラニン含有エンドモルフィン-2アナログのアンタゴニスト活性2012

    • Author(s)
      西尾華奈子・西村裕一・巣山慶太郎・松島綾美・野瀬 健・下東康幸
    • Organizer
      第49回ペプチド討論会
    • Place of Presentation
      かごしま県民交流センター(鹿児島市)
    • Year and Date
      20121107-20121109
  • [Presentation] 受容体科学:受容体―リガンド双方向からの構造活性相関解析2012

    • Author(s)
      下東康幸
    • Organizer
      第36回蛋白質と酵素の構造と機能に関する九州シンポジウム
    • Place of Presentation
      宮崎・ホテルサンフェニックス(宮崎市)
    • Year and Date
      20120906-20120908
    • Invited
  • [Presentation] 痛み増強受容体ORL1の活性化機構解明を目指した膜貫通ドメインα-ヘリックス総Ala-スキャニング2012

    • Author(s)
      西村裕一・李 京蘭・磯崎 要・稲嶺翔吾・松島綾美・野瀬 健・Tommaso Costa・下東康幸
    • Organizer
      第36回蛋白質と酵素の構造と機能に関する九州シンポジウム
    • Place of Presentation
      宮崎・ホテルサンフェニックス(宮崎市)
    • Year and Date
      20120906-20120908
  • [Presentation] ORL1ノシセプチン受容体に対する薬理学的分子シャペロンの発見2012

    • Author(s)
      西村裕一・李 京蘭・下東康幸
    • Organizer
      平成24年度日本生化学会九州支部例会
    • Place of Presentation
      福岡大学A棟(福岡市)
    • Year and Date
      20120526-20120527
  • [Presentation] ハロゲン含有ビスフェノール類のエストロゲン受容体ERαとERβでのホルモン活性特性2012

    • Author(s)
      劉 暁輝・巣山慶太郎・松島綾美・野瀬 健・下東康幸
    • Organizer
      平成24年度日本生化学会九州支部例会
    • Place of Presentation
      福岡大学A棟(福岡市)
    • Year and Date
      20120526-20120527
  • [Presentation] 疼痛ORL1受容体のN-エチルマレイミドCysラベリングによるノシセプチン結合の阻害2012

    • Author(s)
      西村裕一・松尾文香・松島綾美・野瀬 健・Tommaso Costa・下東康幸
    • Organizer
      平成24年度日本生化学会九州支部例会
    • Place of Presentation
      福岡大学A棟(福岡市)
    • Year and Date
      20120526-20120527
  • [Presentation] ハロゲン化フェニルアラニンを用いた高活性エンドモルフィン-2アナログの創製2012

    • Author(s)
      西尾華奈子・西村裕一・巣山慶太郎・野瀬 健・下東康幸
    • Organizer
      平成24年度日本生化学会九州支部例会
    • Place of Presentation
      福岡大学A棟(福岡市)
    • Year and Date
      20120526-20120527

URL: 

Published: 2014-07-24  

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