Screening of inhibitors against influenza A virus PA endonuclease

• Project/Area Number: 25460574
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Virology
• Research Institution: Tokushima Bunri University
• Principal Investigator: Kuzuhara Takashi 徳島文理大学, 薬学部, 教授 (00260513)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000); Fiscal Year 2015: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2014: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2013: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: インフルエンザ / ウイルス / RNA ポリメラーゼ / エンドヌクレアーゼ / PA / フラーレン / 漢方 / インフルエンザウイルス / バクチオール / C60 / 漢方薬 / シアロ糖鎖 / RNAポリメラーゼ

Outline of Final Research Achievements

To identify potential new anti-influenza compounds, we screened 12 fullerene derivatives using an in vitro influenza A RNA polymerase PA endonuclease inhibition assay. We identified 8 fullerene derivatives that inhibited the endonuclease activity of the PA N-terminal domain or full-length PA protein in vitro. In a cell culture system, we found that several fullerene derivatives inhibit influenza A viral infection and the expression of influenza A nucleoprotein and nonstructural protein 1. These results indicate that fullerene derivatives are possible candidates for the development of novel anti-influenza drugs.
Furthermore, the Kampo medicines kakkonto, shosaikoto, saikokeishito, keishito, maobushisaishinto, and maoto, but not chikujountanto, inhibited PA endonuclease activity in a dose-dependent manner. Our results indicate that Kampo medicines are good sources providing a structural lead for optimization of an influenza endonuclease inhibitor.

Research Products

• [Journal Article] Neurotrophic activity of jiadifenolide on neuronal precuesor cells derived from human induced pluripotent stem cells. (2016)
  • Author(s): Shoji, M.; Nishioka, M.; Minato, H.; Harada, K.; Kubo, M.; Fukuyama, Y.; Kuzuhara, T.
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Res. Commun. Volume: 470 Issue: 4 Pages: 798-803
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2016.01.092
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Inhibition of PA endonuclease activity of influenza virus RNA polymerase by Kampo medicines (2016)
  • Author(s): Shirayama R, Shoji M, Sriwilaijaroen N, Hiramatsu H, Suzuki Y, Kuzuhara T.
  • Journal Title: Drug Discoveries & Therapeutics Volume: 10 Issue: 2 Pages: 109-113
  • DOI: 10.5582/ddt.2016.01010
  • NAID: 130005152844
  • ISSN: 1881-7831, 1881-784X
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Bakuchiol Is a Phenolic Isoprenoid with Novel Enantiomer-​selective Anti-​influenza A Virus Activity Involving Nrf2 Activation (2015)
  • Author(s): Shoji, Masaki; Arakaki, Yumie; Esumi, Tomoyuki; Kohnomi, Shuntaro; Yamamoto, Chihiro; Suzuki, Yutaka; Takahashi, Etsuhisa; Konishi, Shiro; Kido, Hiroshi; Kuzuhara, Takashi
  • Journal Title: Journal of Biological Chemistry Volume: 290 Issue: 46 Pages: 28001-28017
  • DOI: 10.1074/jbc.m115.669465
  • NAID: 120006959751
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Suppression of increased blood glucose levels in mice by Awa-ban tea following oral administration of mono- and disaccharides. (2014)
  • Author(s): Hiasa M, Kurokawa M, Akita H, Harada M, Niki K, Ohta K, Shoji M, Echigo N, Kuzuhara T.
  • Journal Title: Journal of Functional Foods Volume: 8 Pages: 188-192
  • DOI: 10.1016/j.jff.2014.03.012
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Ａ ｎｏｖｅｌ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｓｉｔｅ ｉｎ ｔｈｅ ＰＢ２ ｓｕｂｕｎｉｔ ｏｆ ｉｎｆｌｕｅｎｚａ Ａ ｖｉｒｕｓ ｅｓｓｅｎｔｉａｌ ｆｏｒ ａｃｅｔｙｌ－ＣｏＡ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ， ＲＮＡ ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ， ａｎｄ ｖｉｒａｌ ｒｅｐｌｉｃａｔｉｏｎ． (2014)
  • Author(s): Ｈａｔｋｅｙａｍａ Ｄ, Shoji M, Yamayoshi S, Hirota T, Nagae M, Yanagisawa S, Nakano M, Ohmi N, Noda T, Kawaoka Y, Kuzuhara T.
  • Journal Title: Ｊ Ｂｉｏｌ Ｃｈｅｍ Volume: 289 Issue: 36 Pages: 24980-94
  • DOI: 10.1074/jbc.m114.559708
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Inhibition of monoamine oxidase A and stimulation of behavioural activities in mice by the inactive prodrug form of the anti-influenza agent oseltamivir. (2013)
  • Author(s): Hiasa M, Isoda Y, Kishimoto Y, Saitoh K, Kimura Y, Kanai M, Shibasaki M, Hatakeyama D, Kirino Y, Kuzuhara T.
  • Journal Title: British Journal of Pharmacology. Volume: 169 Issue: 1 Pages: 115-129
  • DOI: 10.1111/bph.12102
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Anti-influenza activity of C60 fullerene derivatives. (2013)
  • Author(s): Shoji M., Takahashi E., Hatakeyama D., IwaiY.,MoritaY.,Shirayama R.,Echigo N., Kido H., Nakamura S., Mashino T., Okutani T., Kuzuhara T.
  • Journal Title: PLoS ONE Volume: (in press) Issue: 6 Pages: e66337-e66337
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0066337
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Identification and purification of resorcinol, an antioxidant specific to Awa-ban (pickled and anaerobically fermented) tea. (2013)
  • Author(s): Hiasa M, Kurokawa M, Ohta K, Esumi T, Akita H, Niki K, Yagi Y, Echigo N, Hatakeyama D, Kuzuhara T.
  • Journal Title: Food Research International Volume: (in press) Issue: 1 Pages: 72-80
  • DOI: 10.1016/j.foodres.2013.05.036
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Conformational Polymorphism of m(7)GTP in Crystal Structure of the PB2 Middle Domain from Human Influenza A Virus. (2013)
  • Author(s): Tsurumura T, Qiu H, Yoshida T, Tsumori Y, Hatakeyama D, Kuzuhara T, Tsuge H.
  • Journal Title: PLoS ONE Volume: 8 Issue: 11 Pages: e82020-e82020
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0082020
  • Peer Reviewed
• [Presentation] インフルエンザウイルスの感染・増殖に伴うヌクレオプロテインのアセチル化修飾 (2016)
  • Author(s): 畠山 大，庄司正樹，楊 理奈，大海菜穂，山吉誠也，竹中志織，新垣優美絵，増田麻来，小松嗣典，中野雅博，野田岳志，河岡義裕，葛原 隆
  • Organizer: 日本薬学会第136年会
  • Place of Presentation: 横浜市
  • Year and Date: 2016-03-26
• [Presentation] インフルエンザウイルスの感染・増殖に伴うヌクレオプロテインのアセチル化 修飾 (2016)
  • Author(s): 竹中 志織, 庄司 正樹, 畠山 大, 大海 菜穂, 葛原 隆
  • Organizer: 日本薬学会第136年会
  • Place of Presentation: 横浜市
  • Year and Date: 2016-03-26
• [Presentation] 宿主因子を標的とするバクチオールの抗インフルエンザ作用機序の解析 (2016)
  • Author(s): 庄司 正樹, 新垣 優美絵, 江角 朋之, 鴻海 俊太郎, 山本 千尋, 高橋 悦久, 鈴木 穣, 小西 史朗, 木戸 博, 葛原 隆
  • Organizer: 日本薬学会第136年会
  • Place of Presentation: 横浜市
  • Year and Date: 2016-03-26
• [Presentation] アセチル化修飾を受けるエボラウイルスタンパク質の発見 (2016)
  • Author(s): 大海 菜穂, 畠山 大, 岡崎 洋樹, 齋藤 彩香, 森岡 真澄, 葛原 隆
  • Organizer: 日本薬学会第136年会
  • Place of Presentation: 横浜市
  • Year and Date: 2016-03-26
• [Presentation] Acetylation of the nucleoprotein of influenza A virus by GCN5 and PCAF, Frontiers in Chromatin Biology and Chemical Epigenetics/Epigenomics (2015)
  • Author(s): Dai Hatakeyama, Masaki Shoji, Rina Yoh, Naho Ohmi, Shiori Takenaka, Seiya Yamayoshi, Yumie Arakaki, Tsugunori Komatsu, Aki Masuda, Masahiro Nakano, Takeshi Noda, Yoshihiro Kawaoka, Takashi Kuzuhara
  • Organizer: Pacifichem2015
  • Place of Presentation: ハワイ, アメリカ
  • Year and Date: 2015-12-04
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] インフルエンザウイルスの感染・増殖過程におけるヌクレオプロテインのアセチル化修飾の発見 (2015)
  • Author(s): 畠山 大，庄司正樹，楊 理奈，大海菜穂，山吉誠也，竹中志織，新垣優美絵，増田麻来，小松嗣典，中野雅博，野田岳志，河岡義裕，葛原 隆
  • Organizer: 第38回日本分子生物学会・第88回日本生化学会 合同大会
  • Place of Presentation: 神戸市
  • Year and Date: 2015-12-01
• [Presentation] 次世代シークエンサーを用いたバクチオールの抗インフルエンザ活性における遺伝子発現の網羅的解析 (2015)
  • Author(s): 庄司正樹、江角朋之、鴻海俊太郎、山本千尋、高橋悦久、鈴木 穣、小西史朗、木戸博、葛原隆
  • Organizer: 第63回日本ウイルス学会学術集会
  • Place of Presentation: 福岡市
  • Year and Date: 2015-11-22
• [Presentation] インフルエンザウイルスのヌクレオタンパク質におけるアセチル化修飾 (2015)
  • Author(s): 畠山 大，庄司正樹，楊 理奈，大海菜穂，山吉誠也，竹中志織，新垣優美絵，増田麻来，小松嗣典，中野雅博，野田岳志，河岡義裕，葛原 隆
  • Organizer: 第63回日本ウイルス学会学術集会
  • Place of Presentation: 福岡市
  • Year and Date: 2015-11-22
• [Presentation] インフルエンザウイルスRNA合成酵素のアセチル化能による増殖制御機構の解明 (2015)
  • Author(s): 庄司 正樹、畠山 大、廣田 丈典、長江 萌菜美、柳澤 伸、大海 菜穂、葛原 隆、山吉誠也、中野 雅博、野田 岳志、河岡 義裕
  • Organizer: 第8回「特色ある教育・研究」全学発表会
  • Place of Presentation: 香川
  • Year and Date: 2015-10-30
• [Presentation] ヒトiPS細胞由来の神経細胞を用いた神経栄養因子様活性を示す化合物の評価 (2015)
  • Author(s): 庄司 正樹、西岡 恵、原田 研一、久保 美和、福山 愛保、葛原 隆
  • Organizer: 第8回「特色ある教育・研究」全学発表会
  • Place of Presentation: 香川
  • Year and Date: 2015-10-30
• [Presentation] Neutrophic activity of jiadifenolide, a sesquiterpenoid from Illicium jiadifengpi, for the human neuronal precursor cells derived from the human induced pluripotent stem cells (2015)
  • Author(s): Masaki Shoji, Megumi Nishioka, Hiroki Minato, Kenichi Harada, Miwa Kubo, Yoshiyasu Fukuyama, and Takashi Kuzuhara
  • Organizer: The Inaugural Symposium of the Phytochemical Society of Asia (ISPSA) 2015
  • Place of Presentation: 徳島市
  • Year and Date: 2015-08-29
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Novel natural chemicals to block the interacting activities in RNA-dependent RNA polymerase of influenza A virus with acetyl-CoA and 5’-cap (2015)
  • Author(s): Hatakeyama D, Shoji M, Hirota T, Nagae M, Yanagisawa S, Sawada K, Komatsu T, Kuzuhara T
  • Organizer: The Inaugural Symposium of the Phytochemical Society of Asia (ISPSA) 2015
  • Place of Presentation: 徳島市
  • Year and Date: 2015-08-29
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Bakuchiol, a Phenolic Isoprenoid, has Enantiomer-selective Anti-influenza A Activity with Novel Mechanism. (2015)
  • Author(s): M. Shoji, Y. Arakaki, T. Esumi, S. Kohnomi, C. Yamamoto, Y. Suzuki, E. Takahashi, S. Konishi, H. Kido, T. Kuzuhara
  • Organizer: The Inaugural Symposium of the Phytochemical Society of Asia (ISPSA) 2015
  • Place of Presentation: 徳島市
  • Year and Date: 2015-08-29
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Acetylation on the nucleoprotein of influenza A virus (2015)
  • Author(s): Hatakeyama D, Shoji M, Yoh R, Ohmi N, Takenaka S, Yamayoshi S, Arakaki Y, Komatsu T, Masuda A, Nakano M, Noda T, Kawaoka Y, Kuzuhara T.
  • Organizer: 40th FEBS Congress
  • Place of Presentation: ベルリン，ドイツ
  • Year and Date: 2015-07-04
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] インフルエンザウイルスのヌクレオタンパク質における新規アセチル化修飾の発見 (2015)
  • Author(s): 畠山 大，庄司正樹，楊 理奈，大海菜穂，竹中志織，山吉誠也，新垣優美絵，増田麻来，小松嗣典，中野雅博，野田岳志，河岡義裕，葛原 隆
  • Organizer: 第30回中国四国ウイルス研究会
  • Place of Presentation: 倉敷市
  • Year and Date: 2015-06-27
• [Presentation] インフルエンザウイルスのヌクレオタンパク質をアセチル化する宿主側因子の同定 (2015)
  • Author(s): 畠山 大，庄司正樹，楊 理奈，大海菜穂，竹中志織，山吉誠也，新垣優美絵，増田麻来，小松嗣典，中野雅博，野田岳志，河岡義裕，葛原 隆
  • Organizer: 第7回日本生物物理学会 中国四国支部大会
  • Place of Presentation: 徳島大学
  • Year and Date: 2015-05-30
• [Presentation] インフルエンザウイルスRNAポリメラーゼと核内輸送タンパク質Importinα複合体のタンパク質発現 (2015)
  • Author(s): 石塚光行、高井寛範、竹田裕文、中野亜美、加藤有介、津下英明、葛原 隆
  • Organizer: 第135回 日本薬学会年会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2015-03-25 – 2015-03-28
• [Presentation] ジアジフェノライドのヒトiPS細胞由来神経細胞に対する神経突起伸展の促進効果 (2015)
  • Author(s): 庄司正樹、西岡恵、原田研一、久保美和、福山愛保、葛原 隆
  • Organizer: 第135回 日本薬学会年会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2015-03-25 – 2015-03-28
• [Presentation] インフルエンザウイルス増殖に対してアセチルCoAが果たす役割～ウイルスRNA合成酵素における5’-capとアセチルCoAの結合性からの検討～ (2014)
  • Author(s): 畠山 大、庄司正樹、山吉誠也、廣田丈典、柳澤 伸、長江萌菜美、中野雅博、大海菜穂、野田岳志、河岡義裕、葛原 隆
  • Organizer: 第37回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [Presentation] バクチオールが有する抗インフルエンザ活性におけるウイルス側の標的探索 (2014)
  • Author(s): 庄司正樹、江角朋之、鴻海俊太郎、山本千尋、高橋悦久、小西史朗、木戸博、葛原隆
  • Organizer: 第37回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [Presentation] インフルエンザウイルスのRNA合成酵素における構造機能学的解析～新規機能部位の発見とウイルスの感染・増殖に対する役割～ (2014)
  • Author(s): 畠山 大、庄司正樹、山吉誠也、廣田丈典、柳澤 伸、長江萌菜美、中野雅博、大海菜穂、野田岳志、河岡義裕、葛原 隆
  • Organizer: 第36回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
  • Place of Presentation: 徳島
  • Year and Date: 2014-11-20 – 2014-11-21
• [Presentation] インフルエンザウイルスのPB2における5'-capとアセチルCoAの結合親和性の比較検討とウイルス増殖に対するPB2のアセチルCoA結合部位の機能解析 (2014)
  • Author(s): 畠山 大、庄司正樹、山吉誠也、廣田丈典、柳澤 伸、長江萌菜美、中野雅博、大海菜穂、野田岳志、河岡義裕、葛原 隆
  • Organizer: 第62回日本ウイルス学会学術集会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2014-11-10 – 2014-11-12
• [Presentation] バクチオールの抗インフルエンザ活性における標的探索 (2014)
  • Author(s): 庄司正樹、江角朋之、鴻海俊太郎、山本千尋、高橋悦久、小西史朗、木戸博、葛原隆
  • Organizer: 第62回日本ウイルス学会学術集会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2014-11-10 – 2014-11-12
• [Presentation] アセチル化修飾を受けるインフルエンザウイルス蛋白質の探索 (2014)
  • Author(s): 畠山 大、庄司正樹、楊 理奈、大海菜穂、竹中志織、山吉誠也、中野雅博、野田岳志、河岡義裕、葛原 隆
  • Organizer: 第53回日本薬学会・日本薬剤師会・日本病院薬剤師会中国四国支部学術大会
  • Place of Presentation: 広島
  • Year and Date: 2014-11-08 – 2014-11-09
• [Presentation] The novel functional site in the PB2 subunit of RNA-dependent RNA polymerase essential for acetyl-CoA interaction. RNA polymerase activity and viral replication (2014)
  • Author(s): Dai Hatakeyama, Masaki Shoji, Seiya Yamayoshi, Takenori Hirota, Monami Nagae, Shin Yanagisawa, Yoshihiro Kawaoka, Takashi Kuzuhara
  • Organizer: The European Scientific Working group on Influenza (ESWI)
  • Place of Presentation: リガ、ラトビア共和国
  • Year and Date: 2014-09-14 – 2014-09-17
• [Presentation] ウイルス増殖能に対するPB2サブユニットにおける新規機能部位VRG配列の役割 (2014)
  • Author(s): 畠山 大、庄司正樹、山吉誠也、廣田丈典、長江萌菜美、柳澤 伸、河岡義裕、葛原 隆
  • Organizer: 第28回インフルエンザ研究者交流の会シンポジウム
  • Place of Presentation: 鳥取
  • Year and Date: 2014-07-04 – 2014-07-06
• [Presentation] アセチル化修飾を受ける新規なインフルエンザウイルス蛋白質の発見 (2014)
  • Author(s): 畠山 大、庄司正樹、楊 理奈、澤田佳穂、大海菜穂、岡田弘太郎、山村海斗、竹中志織、山吉誠也、河岡義裕、葛原 隆
  • Organizer: 第6回日本生物物理学会 中国四国支部大会
  • Place of Presentation: 鳥取
  • Year and Date: 2014-05-17 – 2014-05-18
• [Presentation] インフルエンザウイルス増殖に対するRNA合成酵素における新規機能部位VRG配列の役割 (2013)
  • Author(s): 畠山 大, 庄司 正樹, 山吉 誠也, 廣田 丈典, 柳澤 伸, 長江 萌菜美, 楊 理奈, 河岡 義裕, 葛原 隆
  • Organizer: 第36回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド
• [Presentation] バクチオールによる抗インフルエンザ活性 (2013)
  • Author(s): 庄司 正樹, 江角 朋之, 平尾 昌哉, 新垣 優美絵, 山本 千尋, 高橋 悦久, 木戸 博, 葛原 隆
  • Organizer: 第36回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド
• [Presentation] インフルエンザウイルス増殖能に対するRNA合成酵素のPB2サブユニットにおける新規機能部位VRG配列の役割 (2013)
  • Author(s): 畠山 大，庄司正樹，山吉誠也，廣田丈典，柳澤 伸，長江萌菜美，楊 理奈，河岡義裕，葛原 隆
  • Organizer: 第61回日本ウイルス学会学術集会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場
• [Presentation] バクチオールによるインフルエンザウイルス感染・増殖阻害効果の検討 (2013)
  • Author(s): 庄司正樹、高橋悦久、平尾昌哉、新垣優美絵、山本千尋、江角朋之、木戸博、葛原隆
  • Organizer: 第61回日本ウイルス学会学術集会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場
• [Presentation] インフルエンザウイルスRNA合成酵素におけるアセチル化能の構造機能学的解析 (2013)
  • Author(s): 畠山 大，庄司正樹，廣田丈典，柳澤 伸，長江萌菜美，山吉誠也，河岡義裕， 葛原 隆
  • Organizer: 第５回 日本生物物理学会 中国四国支部大会
  • Place of Presentation: 香川県直島ベネッセハウス
• [Book] 薬学のための分子生物学 (2014)
  • Author(s): 葛原隆（分担執筆）
  • Total Pages: 40
  • Publisher: 廣川書店
• [Book] Chapter 10. Epigenetic regulation of gene expression in the nervous system. Methods in Neuroethological Research (2013)
  • Author(s): Hatakeyama D, Tierling S, Kuzuhara T, Müller U.
  • Total Pages: 21
  • Publisher: Springer
• [Book] 核酸の代謝・DNAの合成、 薬学領域の生化学（第２版） (2013)
  • Author(s): 葛原隆
  • Total Pages: 43
  • Publisher: 廣川書店
• [Remarks] 研究室ホームページ
  • URL: http://p.bunri-u.ac.jp/lab08/index.html
• [Remarks] 研究室の紹介
  • URL: http://p.bunri-u.ac.jp/lab/lab08/
• [Remarks] 研究室のホームページ
  • URL: http://p.bunri-u.ac.jp/lab08/index.html
• [Remarks] 研究室のホームページ 英語版
  • URL: http://p.bunri-u.ac.jp/english/?p=358