汎フィロウイルス治療薬開発に向けたドライ-ウェット融合型研究基盤の構築
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20H03140
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 42020:Veterinary medical science-related
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
五十嵐 学 北海道大学, 人獣共通感染症国際共同研究所, 准教授 (10374240)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
広川 貴次 筑波大学, 医学医療系, 教授 (20357867)
阿部 貴志 新潟大学, 自然科学系, 教授 (30390628)
松野 啓太 北海道大学, 人獣共通感染症国際共同研究所, 講師 (40753306)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
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| Keywords | フィロウイルス / インシリコ創薬 / 蛋白質間相互作用 / 分子設計 / エボラウイルス / マールブルグウイルス / 医薬分子設計 / 抗ウイルス薬 / 分子間相互作用 / 分子動力学 / 立体構造 / 相互作用解析 / 生体生命情報学 |
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| Outline of Research at the Start |
エボラウイルス病等のフィロウイルス感染症に対する治療薬の開発が望まれている。しかし、フィロウイルスは最も危険度の高いウイルスとして位置づけられ、感染性ウイルスは高度安全実験（BSL4）施設でしか扱えない。このため、一部の機関でしか研究ができず、フィロウイルス全体に効果のある抗ウイルス薬の探索は十分に行われていない。本研究では、計算機解析と感染性ウイルスを用いない実験系を有機的に連携させ、汎フィロウイルス治療薬開発に資する研究基盤の構築を試みる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
創薬標的となる相互作用/機能部位を新たに同定することはタンパク質の立体構造情報に基づく医薬品設計において重要である。
タンパク質の表面には、疎水性、正電荷、負電荷の傾向が強い領域（表面パッチ）が存在し、それぞれ疎水性パッチ、正電荷パッチ、負電荷パッチと呼ばれる。このようなパッチは分子間相互作用に重要な役割を果たしていると考えられている。つまり表面パッチを解析することで、ウイルスタンパク質上の新たな相互作用/機能部位を予測できる可能性がある。本年度は、疎水性パッチに着目し、VP35の機能探索を行った。パッチ解析の結果、VP35の表面にはこれまで機能との関連について報告のない疎水性パッチが存在していた。このパッチが機能に重要かを調べるため、パッチを消失させるアミノ酸置換をコンピュータ上で予測し、変異を導入したVP35を実際に作出した。変異VP35に対して、ルシフェラーゼ遺伝子をレポーターとしたミニゲノムアッセイを行った結果、この疎水性パッチにはポリメラーゼ補因子活性に関わる重要なアミノ酸残基が含まれていることが明らかになった。
また、共同研究者がクライオ電子顕微鏡解析で決定したマールブルグウイルスのヌクレオカプシドのコア構造であるウイルス核タンパク質-RNA 複合体（NP-RNA 複合体）の立体構造に対して、分子動力学計算を行いRNAとNPとの相互作用解析を行った。その結果、ゲノムRNAとの相互作用を担うNP蛋白質上のアミノ酸が、フィロウイルス種間で高度に保存されていることが明らかになった。すなわち、NP上のRNA結合領域も汎フィロウイルス治療薬の標的として機能する可能性が示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
新型コロナウイルス感染症の影響による共同研究先の制限のため、成果取りまとめに不可欠な解析実施が困難な状況が生じた。そのため、進捗はやや遅れている、
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| Strategy for Future Research Activity |
(1) 相互作用/機能部位を標的とする医薬分子の設計
既存薬ライブラリー等の化合物データを用いて、標的部位の活性ポケットに結合する化合物をインシリコスクリーニングにより探索する。また、PDBに登録されているウイルス蛋白質の複合体構造を基点に、相互作用部位を模倣したペプチドを設計する。
(2) 候補化合物の阻害活性試験
(1)の項で得られた分子について、蛋白質発現系を用いて阻害試験を行う。
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Report
(2 results)
Research Products
(7 results)
