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新規阻害剤の探索を志向した黄色ブドウ球菌由来莢膜合成酵素の構造・機能解析

研究課題

研究課題/領域番号 09J07066
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 生体関連化学
研究機関東京大学

研究代表者

宮房 孝光  東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2009 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2011年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2010年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2009年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワードX線結晶構造解析 / 黄色ブドウ球菌 / 酵素 / 莢膜 / 阻害剤
研究概要

本研究では、黄色ブドウ球菌の病原因子の一つである莢膜の合成に必須な酵素、CapE、CapFを標的として、その特性評価から阻害剤の設計を目指している。
研究計画においては、2011年度ではCapEの構造情報を基盤として、その反応メカニズムの特徴を記述するのと平行して、低分子阻害剤の探索を進めることを予定していた。総合すると、低分子阻害剤の探索手法の確立に時間を要したが、その点を除いて順調に研究を遂行することができた。
まず、CapEの反応メカニズムを詳細に記述する目的で、CapEの酵素単独の結晶構造、基質類縁体との複合体の結晶構造の2つを新規に解析し、基質との複合体の結晶構造と比較した。その結果、六量体の構造維持に重要とみなされるC末端側の領域が酵素単独の構造中では大きく揺らいでおり、基質の結合と六量体の構造変化が競奏的に進んでいるというモデルを構築するに至った。また、その構造変化と関連して、N末端側に位置する疎水ポケットが構造変化しており、その構造変化によりはじき出された78番目のフェニルアラニンが隣接する16番目のフェニルアラニン、122番目のロイシンの構造変化を誘起して、補酵素の配向を制御していることを示した。一般的に酵素の活性中心では固定された補酵素に基質が接近することで反応が進むと考えられており、補酵素の構造変化によって活性が制御される例は少なく、またその構造変化が六量体の高次構造と関連しているというモデルは本研究によって初めて示されたものである。一方、低分子阻害剤の設計に向けては、探索手法の検討と平行して、先行研究から阻害能の示唆された化合物を用いて活性測定を行った。その結果、CapEに関して有意な阻害能が見られたものの、CapF存在条件下では反応が進行してしまうということが明らかとなった。即ち、葵膜合成を阻害する上でCapFが重要な標的分子であるということを示すことができた。

報告書

(3件)
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2012 2011 2010 2009

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Crystal Structure of Enzyme CapF of Staphylococcus aureus Reveals a Unique A rchitecture Composed of Two Functional Domains2012

    • 著者名/発表者名
      Miyafusa T, Caaveiro JM, Tanaka Y, Tsumoto K
    • 雑誌名

      Biochemical journal

      巻: (印刷中) 号: 3 ページ: 671-680

    • DOI

      10.1042/bj20112049

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Structural and functional analysis of bifunctional enzyme CapF2011

    • 著者名/発表者名
      Takamitsu Miyafusa, Jose Manuel, Martinez Caaveiro, Yoshikazu Tanaka, Tsumoto Kouhei
    • 学会等名
      The 2011 Joint Conference of CBI & JSB
    • 発表場所
      神戸コンベンションセンター
    • 年月日
      2011-11-08
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 黄色ブドウ球菌由来莢膜合成酵素CapE、CapF間相互作用による活性制御機構の解明2011

    • 著者名/発表者名
      宮房孝光、田中良和、Jose Caaveiro、黒田誠、姚閔、太田敏子、田中勳、津本浩平
    • 学会等名
      第5回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2011-09-13
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Structural and functional analysis of capsular polysaccharide synthesizing enzyme CapF2010

    • 著者名/発表者名
      宮房孝光
    • 学会等名
      2010環太平洋国際化学会議
    • 発表場所
      アメリカ ホノルル
    • 年月日
      2010-12-20
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 黄色ブドウ球菌由来莢膜合成酵素CapFのRmlC様ドメインの機能解析2010

    • 著者名/発表者名
      宮房孝光
    • 学会等名
      第10回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2010-06-16
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 構造情報を基盤とした黄色ブドウ球菌由来莢膜合成蛋白質の機能解析2009

    • 著者名/発表者名
      宮房孝光
    • 学会等名
      第82回日本生化学会大会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2009-10-22
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2024-03-26  

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