HIV/SIV Vpx蛋白質のSAMHD1非依存的機能の解明

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25460570
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 藤田 美歌子 熊本大学, 薬学部, 准教授 (00322256)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: HIV-2 / Vpx / SAMHD1 / ポリプロリン / 亜鉛フィンガー / マクロファージ / 蛋白質安定性 / 変異体解析

Outline of Annual Research Achievements

HIV-2の持つ蛋白質Vpxは、マクロファージ中で抗ウイルス宿主因子SAMHD1を分解する機能を持つ。本研究は、VpxのSAMHD1分解非依存的機能の解明を目的として開始した。これまでにVpxの全長に亘る点変異体19種類を用いた解析を行ったが、マクロファージ中ではSAMHD1分解依存的機能のみしか観察されなかった。その過程で、VpxのC末端のポリプロリンモチーフ(PPM)の機能、すなわちVpxの多量化に関わることとSAMHD1分解にマクロファージ特異的に関わることを見出した。また亜鉛フィンガーの機能として、蛋白質の安定的発現に関わることを見出した。
本年度はまず、これらの機能の詳細を解明することにした。Vpxの多量化に関しては生化学的解析を行うために、大腸菌を用いたVpx蛋白質の大量発現を検討した。その結果N末端にHisタグを有する蛋白質として発現することを確認し、精製法を検討中である。SAMHD1分解における関与については、蛋白質の安定化と関係があるのではないかと考え、まず293T細胞内での定常状態安定性を調べた。その結果、細胞内での発現量が多いとPPM点変異体は野生株と同様に発現するが、発現量を下げるとPPM点変異体の発現量は野生株のものに比べて低いことがわかた。さらにここにGagを共発現させるとPPM点変異体の発現は回復した。このことより、Gagが存在するウイルス放出細胞ではPPM点変異体は野生株と同様に発現しているが、標的細胞内では全長のGagが存在しないためPPM点変異体は不安定なのではないかと予想している。詳細は検討中である。さらに、7つのPPM点変異体のマクロファージにおける感染実験を行ったが、野生株よりも増殖性の低下が見られた。なお亜鉛フィンガーに関しては、検討を行っているが、メカニズムに関する明確な知見は未だ得られていない。
なおSAMHD1非依存的機能については、活性化T細胞中で見られることが示唆されるため、実験を進めている。

Research Products

• [Journal Article] Synthesis of the biotinylated anti-HIV compound BMMP and the target identification study. (2016)
  • Author(s): Kamo M, Tateishi H, Koga R, Okamoto Y, Otsuka M, Fujita M.
  • Journal Title: Bioorg. Med. Chem. Volume: 26 Pages: 43-45
  • DOI: 10.1016/j.bmcl.2015.11.036.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Commentary: MARCH8 Inhibits HIV-1 Infection by Reducing Virion Incorporation of Envelopes Glycoproteins. (2016)
  • Author(s): Fujita M
  • Journal Title: Front. Microbiol. Volume: 7 Pages: 254
  • DOI: 10.3389/fmicb.2016.00254.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] l-Histidyl-glycyl-glycyl-l-histidine. Amono-acid structuring of the bleomycin-type pentadentate metal-binding environment capable of efficient double-strand cleavage of plasmid DNA. (2015)
  • Author(s): Ida S, Iwamaru K, Fujita M, Okamoto Y, Kudo Y, Kurosaki H, Otsuka M
  • Journal Title: Bioorg. Chem. Volume: 62 Pages: 8-14
  • DOI: 1016/j.bioorg.2015.06.007.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Novel metal chelating molecules with anticancer activity. Striking effect of the imidazole substitution of the histidine-pyridine-histidine system. (2015)
  • Author(s): Ali TF, Iwamaru K, Ciftci HI, Koga R, Matsumoto M, Oba Y, Kurosaki H, Fujita M, Okamoto Y, Umezawa K, Nakao M, Hide T, Makino K, Kuratsu J, Abdel-Aziz M, Abudo-Rauma Gel-D, Beshr EA, Otsuka M
  • Journal Title: Bioorg. Med. Chem. Volume: 23 Pages: 5476-5482
  • DOI: 10.1016/j.bmc.2015.07.044.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Synthesis and Evaluation of New Pyrazoline Derivatives as Potential Anticancer Agents. (2015)
  • Author(s): Karabacak M, Altintop MD, Ciftci H, Koga R, Otsuka M, Fujita M, Ozdemir A.
  • Journal Title: Molecules Volume: 20 Pages: 19066-19084
  • DOI: 10.3390/molecules201019066.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] A PI(4,5)P2 analog suppresses HIV-1 release and locked-in viral protein (2016)
  • Author(s): Hiroshi Tateishi, Kazuaki Monde, Ryoko Koga, Yuya Hayashi, Taishi Higashi, Keiichi Motoyama, Hidetoshi Arima, Kensaku Anraku, Masami Otsuka, Mikako Fujita
  • Organizer: Cold Spring Harbor Meeting, Retroviruses, 2016
  • Place of Presentation: Cold Spring Harbor, NY, USA
  • Year and Date: 2016-05-23 – 2016-05-28
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Synthesis and applications of biotinylated zinc binding SN1 (2016)
  • Author(s): Mohamed Radwan, Ryoko Koga, Yoshinari Okamoto, Mikako Fujita, Masami Otsuka
  • Organizer: 日本薬学会第136年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2016-03-26 – 2016-03-29
• [Presentation] 抗HIV剤BMMPの作用機序解明と活性改良 (2016)
  • Author(s): 加茂真宏、立石大、山本充奈美、岡本良成、森川裕子、大塚雅巳、藤田美歌子
  • Organizer: 日本薬学会第136年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2016-03-26 – 2016-03-29
• [Presentation] Gag蛋白質を標的とした細胞死誘導型新規抗HIV薬の開発研究 (2016)
  • Author(s): 立石大、門出和精、村尾直樹、古賀涼子、林祐也、東大志、本山敬一、有馬英俊、安楽健作、藤田美歌子、大塚雅巳
  • Organizer: 日本薬学会第136年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2016-03-26 – 2016-03-29
• [Presentation] SAMHD1分解によるHIV-2 Vpx C末端ポリプロリンモチーフの役割 (2015)
  • Author(s): 藤田美歌子、Halil Ciftci Ibrahim, 藤野悠那、古賀涼子、山本充奈美、大塚雅巳
  • Organizer: 第29回日本エイズ学会学術集会
  • Place of Presentation: 東京ドームホテル
  • Year and Date: 2015-11-30 – 2015-12-01
• [Presentation] Elucidation of action mechanism of BMMP and synthesis of derivatives to improve activity (2015)
  • Author(s): Masahiro Kamo, Hiroshi Tateishi, Minami Yamamoto, Yoshinari Okamoto, Yuko Morikawa, Shogo Misumi, Masami Otsuka, Mikako Fujita
  • Organizer: 第29回日本エイズ学会学術集会
  • Place of Presentation: 東京ドームホテル
  • Year and Date: 2015-11-30 – 2015-12-01
• [Presentation] Pr55Gag蛋白質を標的とした新規抗HIV剤の開発研究 (2015)
  • Author(s): 立石大、門出和精、村尾直樹、古賀涼子、林祐也、東大志、本山敬一、有馬英俊、安楽健作、藤田美歌子、大塚雅巳
  • Organizer: 第33回メディシナルケミストリーシンポジウム
  • Place of Presentation: 幕張国際研修センター
  • Year and Date: 2015-11-25 – 2015-11-27
• [Presentation] TRAF6ポリユビキチン化を抑制する低分子化合物によるシグナル伝達制御の検討 (2015)
  • Author(s): 古賀涼子、江島智彦、金丸陽亮、柴田祐里、田口祐、井上純一郎、大塚雅巳、藤田美歌子
  • Organizer: 第33回メディシナルケミストリーシンポジウム
  • Place of Presentation: 幕張国際研修センター
  • Year and Date: 2015-11-25 – 2015-11-27
• [Presentation] Roles of zinc-binding motif of HIV-2 Vpx protein (2015)
  • Author(s): Minami Yamamoto, Haruna Fujino, Kazunori Shimagaki, Ryoko Koga, Ciftci Halil Ibrahim, Masami Otsuka Mikako Fujita
  • Organizer: 第63回日本ウイルス学会学術集会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場
  • Year and Date: 2015-11-22 – 2015-11-24
• [Presentation] New strategy to suppress HIV release by a PI(4,5)P2 mimic (2015)
  • Author(s): Mikako Fujita, Hiroshi Tateishi, Kazuaki Monde, Naoki Murao, Yuya Hayashi, Taishi Higashi, Keiichi Motoyama, Hidetoshi Arima, Kensaku Anraku, Masami Otsuka
  • Organizer: 第63回日本ウイルス学会学術集会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場
  • Year and Date: 2015-11-22 – 2015-11-24
• [Presentation] Roles of poly-proline motif of HIV-2 protein (2015)
  • Author(s): Halil Ibrahim Ciftci, Demirci Hasan, Haruna Fujino, Ryoko Koga, Minami Yamamoto, Masami Otsuka, Mikako Fujita
  • Organizer: 第63回日本ウイルス学会学術集会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場
  • Year and Date: 2015-11-22 – 2015-11-24
• [Presentation] Elucidation of action mechanism of BMMP and improvement of its activity by chemical modification (2015)
  • Author(s): Masahiro Kamo, Hiroshi Tateishi, Minami Yamamoto, Yoshinari Okamoto, Yuko Morikawa, Shogo Misumi, Masami Otsuka, Mikako Fujita
  • Organizer: 第63回日本ウイルス学会学術集会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場
  • Year and Date: 2015-11-22 – 2015-11-24
• [Presentation] Roles of the zinc finger and poly-proline motifs in HIV-2 Vpx protein (2015)
  • Author(s): Halil Ibrahim Ciftci, Haruna Fujino, Ryoko Koga, Minami Yamamoto, Masami Otsuka, Mikako Fujita,
  • Organizer: Cold Spring Harbor Meeting, Retroviruses, 2015
  • Place of Presentation: Cold Spring Harbor, NY, USA
  • Year and Date: 2015-05-18 – 2015-05-24
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Development of a low molecular compound targetting TRAF6 protein (2015)
  • Author(s): Ryoko Koga, Tomohiko Ejima, Yosuke Kanemaru, Yuri Shibata, Yuu Taguchi, Jun-ichiro Inoue, Masami Otsuka, Mikako Fujita
  • Organizer: International Symposium on Chronic Inflammatory Diseases, Kumamoto
  • Place of Presentation: 熊本大学
  • Year and Date: 2015-05-16 – 2015-05-17
  • Int'l Joint Research
• [Remarks]
  • URL: http://www.pharm.kumamoto-u.ac.jp/Labs/bunsigouseiHP/