アフリカ型トリパノソーマ由来グリセロールキナーゼを標的にした阻害剤の論理的開発

• 研究課題/領域番号: 12F02102
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 外国
• 研究分野: 寄生虫学(含衛生動物学)
• 研究機関: 京都工芸繊維大学
• 研究代表者: 原田 繁春 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 教授
• 研究分担者: BALOGUN E.o. 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 外国人特別研究員 ; BALOGUN E.O. 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 外国人特別研究員
• 研究期間 (年度): 2012 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円); 2013年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円); 2012年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
• キーワード: グリセロールキナーゼ / トリパノソーマ / アフリカ睡眠病治療薬 / 論理的設計 / X線結晶解析 / 嫌気的エネルギー代謝

研究概要

アフリカの経済的に恵まれない人々を苦しめているアフリカ睡眠病は、アフリカ型トリパノソーマによって引き起こされる感染症である。本研究は、Structure Based Drug Design (SBDD)による抗トリパノソーマ薬の創成を目指し、宿主内におけるトリパノソーマの嫌気的エネルギー代謝に関わっている酵素のうち、グリセロールキナーゼ(GK)を標的にした阻害剤の発見を目指している。平成24年度までに、東京大学創薬オープンイノベーションセンターの化合物ライブラリーから、理化学研究所・本間博士の協力によりインシリコスクリーニングで見出したGK阻害剤候補化合物を選び、その中でマイクロモルオーダー以上の阻害活性(IC_50)を示す化合物について、GKとの複合体構造を解析してSBDDに必要な阻害剤とGK間の相互作用を明らかにすることができた。一方、化合物ライブラリーから見出した阻害剤からスタートして創薬リード化合物へと設計を進めるためには、アフリカトリパノソーマGKに対する阻害活性を上げるだけでなく、ヒトGKを阻害しない化合物に設計する必要がある。そのためには、ヒトGKとの複合体構造も知ること欠かせない。そこで、ヒトGKの大腸菌を使った大量発現系の構築を試みた。その結果、SUMOタグを付けたヒトGKを発現させることに成功した。精製は、大腸菌破砕液上清中のSUMOタグ付ヒトGKをNi-NTAカラムに結合させ、爽雑タンパク質を洗い流した後、プロテアーゼでSUMOタグを除去し、再びNi-NTAカラムを通すことで、純度90%程度のヒトGKをICの大腸菌培養液から約4.5mg得られた。次に、この精製ヒトGKに対して結晶化条件をスクリーニングし、沈澱剤としてMPDを使うことで結晶化に成功した。今後、ヒトGKについても複合体構造を解析して行く予定である。

今後の研究の推進方策

(抄録なし)

研究成果

• [雑誌論文] Anemia amelioration by lactose infusion during trypanosomiasis could be associated with erythrocytes membrane de-galactosylation (2014)
  • 著者名/発表者名: Balogun, EO., Balogun, JAB., Yusuf, S., Inuwa, HM., Ndams, IS., Sheridan, P., Inaoka, DK., Shiba, T., Harada, S., Kita, K., Esievo, KAN., Nok AJ.
  • 雑誌名: Veterinary Parasitology 巻: 199 号: 3-4 ページ: 259-263
  • DOI: 10.1016/j.vetpar.2013.10.013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification and Characterization of Sialidase-Like Activity in the Developmental Stages of Amblyomma Variegatum (2013)
  • 著者名/発表者名: Audu J. Natala, Emmanuel 0. Balogun, Joshua A. B. Balogun, Hajiya M. Inuwa, Andrew J. Nok, Tomoo Shiba, Shigeharu Harada,Kiyoshi Kita, Rowland l. S. Agbede, King A. N. Esievo
  • 雑誌名: Journal of Medical Entomology 巻: 50 (1) 号: 1 ページ: 85-93
  • DOI: 10.1603/me12152
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biochemical characterization of highly active Trypanosoma brucei gamblense glycerol kinase, a promising drug target (2013)
  • 著者名/発表者名: Balogun, EO., Inaoka, DK., Shiba, T., Kido, Y., Nara, T., Aoki, T., Honma, T., Tanaka, A., Inoue, M., Matsuoka, S., Michels, P AM., Harada, S, . Kita, K.
  • 雑誌名: Journal of Biochemistry 巻: 154 ページ: 77-84
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure of the trypanosome cyanide-insensitive alternative oxidase (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomoo Shiba, Yasutoshi Kido, Kimitoshi Sakamoto, Daniel Ken Inaoka, Chiaki Tsuge, Ryoko Tatsumi,Gen Takahashi, Emmanuel Oluwadare Balogun, Takeshi Nara, Takashi Aoki, Teruki Honma, Akiko Tanaka, Masayuki Inoue, Shigeru Matsuoka, Hiroyuki Saimoto, Anthony L. Moore, Shigeharu Harada, Kiyoshi Kita
  • 雑誌名: Proc. Nat1. Acad. Sci. USA 巻: 110 (12) 号: 12 ページ: 4580-4585
  • DOI: 10.1073/pnas.1218386110
  • 査読あり
• [学会発表] The search for inhibitors of African trypanosomes glycerol kinase (2013)
  • 著者名/発表者名: Emmanuel O. Balogun, Daniel K. Inaoka, Tomoo Shiba, Yasutoshi Kido, Takeshi Nara, Takashi Aoki, Teruki Honma, Akiko Tanaka, Masayuki Inoue, Shigeru Matsuoka, Paul A. Michels, Kiyoshi Kita, Shigeharu Harada
  • 学会等名: 第13回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 鳥取市
  • 年月日: 2013-06-13