生命金属動態の理解と制御のための分子認識素子の開発
| Project Area | Integrated Biometal Science: Research to Explore Dynamics of Metals in Cellular System |
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| Project/Area Number |
19H05766
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Complex systems
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
津本 浩平 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (90271866)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中木戸 誠 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (80784511)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥77,480,000 (Direct Cost: ¥59,600,000、Indirect Cost: ¥17,880,000)
Fiscal Year 2021: ¥14,040,000 (Direct Cost: ¥10,800,000、Indirect Cost: ¥3,240,000)
Fiscal Year 2020: ¥14,950,000 (Direct Cost: ¥11,500,000、Indirect Cost: ¥3,450,000)
Fiscal Year 2019: ¥19,500,000 (Direct Cost: ¥15,000,000、Indirect Cost: ¥4,500,000)
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| Keywords | 病原性微生物 / 金属取り込み / 低分子化抗体 / 低分子化合物 / 物理化学 |
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| Outline of Research at the Start |
化膿レンサ球菌および黄色ブドウ球菌は常在菌である一方で、ヒトに対する多様な病原因子を有しており、しばしば疾患を引き起こす。さらに高い薬剤耐性獲得能を有しているため、抗生物質に変わる新たな治療手法の開発が急務である。そこで、金属が機能的に重要な役割を果たしている金属取り込み関連タンパク質を標的とし、物理化学的な手法に基づくスクリーニングを行うことにより、機能制御分子を取得、新規な作用機序を有する抗菌剤の開発を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
化膿レンサ球菌において金属取り込み系蛋白質として機能する蛋白質群のうち、金属輸送リレーの先頭を担うFtsBおよびMtsAについて、大腸菌発現系を用いた発現・精製系を構築した。FtsBについては、フェリクロームとの相互作用について表面プラズモン共鳴を用いた解析を行い、親和性を定量的に評価することに成功した。さらに、基質との複合体の結晶構造の取得を試みており、すでに結晶化条件の探索に成功している。また、MtsAについて、等温滴定型熱量測定および示差走査熱量測定によって各種金属との相互作用について評価を行い、様々な二価金属に対して異なる認識機構をもって結語する可能性が示唆された。それら金属のうち、複数の金属との複合体の結晶構造の決定にも成功している。
黄色ブドウ球菌においてヘモグロビンからのヘム鉄の奪取・輸送を担っている蛋白質群のうち、菌体表面の最も外側に局在するIsdHについて、これまでヘム鉄の結合を担っているとされてきたドメインに加え、ドメイン間をつなぐリンカー配列を含むコンストラクトについて結晶構造解析および分子動力学計算を活用した解析を行うことにより、ヘム鉄奪取におけるリンカー領域の寄与について新規な知見を得た。
さらに、上記それぞれの標的に対して、基質認識の分子基盤を基にコンストラクトを決定し、動物免疫から抗体スクリーニングを実施して抗体を取得した。さらに、抗体エンジニアリングによる分子改変を行うことにより、各標的に対する低分子化抗体の取得に成功している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究実績の項目に記載したとおり、各標的蛋白質について調整系を確立することができ、また基質認識の分子機構についても着実に評価を進めている。さらに、低分子化抗体のスクリーニングについても着実に進められており、全体として研究計画通り順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在まで、当初の予定通りに研究を推進することができている。今後の推進方策として、各標的について、更なる多角的な解析を行うことにより、基質認識の分子機構をより詳細に記述する。また、現在までに取得している低分子化抗体を用いた機能制御についての評価に着手する。機能制御効果が確認できた抗体クローンについては、各種物理化学的解析を行うことにより、その分子機構を詳細に解析する。また、低分子化抗体に加え、低分子化合物による機能制御も計画しているため、各標的について、低分子化合物スクリーニング系の構築に着手する。
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Report
(1 results)
Research Products
(45 results)
