2023 Fiscal Year Research-status Report
マラリア原虫が持つ植物由来Tic22タンパク質によるペプチド鎖認識機構の解明
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23K05724
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| Research Institution | Hokkaido University of Science |
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Principal Investigator |
齊藤 貴士 北海道科学大学, 薬学部, 准教授 (00432914)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
木股 洋子 山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (60255429)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Keywords | マラリア原虫 / アピコプラスト / タンパク質 / 相互作用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
マラリア原虫が引き起こすマラリア感染症は毎年およそ３億人が感染し、年間約５０万人の命を奪っている。このマラリア感染症の克服には日本の貢献が期待されている。マラリア原虫はアピコンプレックス門に属し、二次共生で細胞内に取り込んだ葉緑体が退化したと考えられている四重の膜に囲まれた色素体：アピコプラストを持つ。本研究ではアピコプラストへ運ばれるタンパク質と、膜透過を仲介し様々なアミノ酸配列を認識しているタンパク質の１つ：Tic22蛋白質に着目し、Tic22が行うペプチド鎖認識のメカニズムについて解明する。インシリコスクリーニングの結果から作成するペプチドライブラリーとこれを用いた物理化学的手法を組み合わせ、多面的解析によりアピコプラスト内で起こるタンパク質間分子認識機構について詳細を解明する。アピコプラスト内ではヒトとは異なる原核生物型の生合成反応系が存在すると予想されることから、本研究のアピコプラスト内で行われている分子認識機構の解明は、ヒトへの副作用の少ない抗マラリア薬の開発に対し重要な情報を提供できる。インシリコスクリーニングによるペプチドライブラリーの作成にあたり、2023年度はTic22とアピコプラストタンパク質との相互作用を確認するため、マラリア原虫フェレドキシン（PfFd)のトランジット配列部分とタンパク質本体部分の発現系の構築を行った。また、バイオレイヤー干渉法(BLI)を用いてアシルキャリアタンパク質（ACP）トランジット配列とTic22の間に相互作用が存在しないことを確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
インシリコスクリーニングを開始するにあたり、Tic22と相互作用する領域を絞るため、BLI法を用いたスクリーニングを実施した。現在までに、BLI法によりPfFd本体とACPトランジット配列を用いたTic22との相互作用解析により、Tic22がタンパク質本体側を認識していることが示唆された。しかしながら、大腸菌による発現系の構築が期待通りに進んでいないことから、PfFdのトランジット配列を用いてのTic22との相互作用解析が進んでおらず、インシリコスクリーニングの開始が遅れている。そこで、PfFdのトランジト配列の発現については、タグをHisタグからGSTタグに変更し、進める予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
2023年度に購入予定であった超音波破砕機については、共同利用機器の超音波破砕機の修理が行われたため購入を見送った。2024年度については、GSTタグPfFdトランジット配列の取得を早急に行い精製後、BLI法によるTic22との相互作用解析を実施することで、アピコプラスト蛋白質全長上のTic22と相互作用する大まかな領域を同定する。この結果を用いてインシリコスクリーニングを行い、Tic22と相互作用する配列を同定する。このインシリコスクリーニング結果を用いてペプチドライブラリーを構築し、Tic22による認識領域をvitroな無条件下で同定する。また、他の物理化学的手法により相互作用における熱力学的パラメータの算出を試みる。
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| Causes of Carryover |
2023年度において購入予定の機器について、共同利用機器の使用が可能になったことから2023年度での購入を見送り、2024年度以降のペプチドライブラリーのサンプル数の拡充に充てる。また、PfFdトランジット配列の発現系の構築が遅れたことによりインシリコスクリーニングの開始がずれ込んだため、2024年度より開始しする。このためスクリーニングソフトのライセンスを2024年度から契約する。
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