新規IL18阻害剤臨床応用研究及びβ-trefoil型サイトカイン分子標的薬探索

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25461588
• Research Institution: Gifu University
• Principal Investigator: 加藤 善一郎 岐阜大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (90303502)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: IL-18

Outline of Annual Research Achievements

β-trefoil型サイトカインにおけるレセプタータンパク発現精製系の確立と構造情報の収集として、ターゲットとなるレセプター群の解析を行った。その際、両者の非ラベル体及び各種ラベル体を種々の組み合わせで混合し複合体を形成させた後、分子間NMR情報をTransfered NOEなどの手法を用いて収集し、原子間距離情報（NOE）・原子の結合角情報（coupling定数）を用いた複合体構造の計算を行う。同時に、NMRを用いたchemical shift perturbation法や表面プラズモン現象を応用した結合実験を行い、結合様式の詳細を解明する。
現在までにタンパクのcDNAクローニング、細胞外ドメインの発現ベクター構築・蛋白発現を確認し、発現・精製系の確立・最適化を行うことができた。その結果、安定同位体ラベルしたタンパクを作成し、タンパクを構成するN末からC末までのアミノ酸の主鎖の各原子をNMRスペクトル上にアサインする。タンパクポリペプチド主鎖のアサインが終了後、chemical shift index法などを用いた二次構造の解析、そして、側鎖の原子を含めたタンパク構成全原子のアサインを行った。一方、複合体蛋白の結晶化・その立体構造決定に成功した。その後、分子間相互作用面について、詳細な原子間相互作用の解析を終了した。さらに、構造から推定される原子間相互作用の生物学的機能への影響についても細胞実験等により確認できた。

Current Status of Research Progress

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

Reason

当初の計画の次年度以降の計画であった部分についても研究を進展させることができた。
また、当該研究成果について、国際一流誌に発表することができ、次の研究段階への強化につながった。

Strategy for Future Research Activity

現在までに薬剤候補となる分子が得られており、決定した立体構造を基にしたin silico分子設計を行う。さらに論理的な蛋白工学的機能分子デザイン（rational design）によるアンタゴニスト・部分アゴニスト等（低分子及びペプチド）のスクリーニングを行う。新たに得られた候補薬剤を出発点として、さらなる活性増強をはかる。現在までに得られている実験データを踏まえ、細胞機能解析・分子相互作用解析によりリファインし、より生物活性の高い分子設計を行う。

Research Products

• [Journal Article] The structural basis for receptor recognition of human interleukin-18. (2014)
  • Author(s): 1.Tsutsumi N, Kimura T, Arita K, Ariyoshi M, Ohnishi H, Yamamoto T, Zuo X, Maenaka K, Park EY, Kondo N, Shirakawa M, Tochio H, Kato Z.
  • Journal Title: Nature Communications Volume: 5 Pages: 5340
  • DOI: doi:10.1038/ncomms6340
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant