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一本鎖RNAを認識する自然免疫受容体TLRの構造生物学的研究

研究課題

研究課題/領域番号 15J12485
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 構造生物化学
研究機関東京大学

研究代表者

丹治 裕美  東京大学, 薬学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2017年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードTLR8 / アンタゴニスト / Z-loop / 自然免疫 / X線結晶構造解析 / ウィルス感染 / Toll様受容体 / TLR / 一本鎖RNA
研究実績の概要

一本鎖RNAを認識しウィルス感染や自己免疫疾患に関与する自然免疫系受容体TLR8について、その活性化を抑制するアンタゴニストとの複合体のX線結晶構造解析に成功した。本研究に用いたアンタゴニストは、コロラド大学ボルダー校のHang Yin教授らが開発したCU-CPT8m、CU-CPT9bと呼ばれる2種類であり、以下ではまとめてCU-CPT化合物と表記する。
構造解析を行った結果、アンタゴニスト結合型TLR8はリガンド非結合型構造と同様の不活性化型2量体を形成しており、アンタゴニストがTLR8の2量体界面の2箇所に結合していることが明らかになった。アンタゴニストは不活性化型2量体にのみ存在するポケットに結合しており、2量体を構成する各TLR8分子と複数の相互作用(水素結合、疎水性相互作用、スタッキング相互作用)を形成し、不活性化型2量体を安定化していた。アンタゴニストがTLR8の不活性化型2量体に結合し安定化することで、アゴニストの結合とそれに伴う活性化型2量体への構造変化を阻害すると考えられる。実際に、アンタゴニスト存在下ではTLR8にアゴニストが結合しなくなることを、等温滴定カロリメトリーを用いて示した。以上から、CU-CPT化合物に代表されるアンタゴニストは、TLR8の不活性化型2量体構造を安定化してTLR8の活性化を阻害していると結論付けた。
本知見は構造解析によって初めて得られたものであり、TLR8を標的とした自己免疫疾患治療薬の開発に寄与すると考えられる。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 3件、 査読あり 7件、 謝辞記載あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] University of Colorado(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Colorado(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Kansas(米国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Small-molecule inhibition of TLR8 through stabilization of its resting state2018

    • 著者名/発表者名
      Zhang, S., Hu, Z., Tanji, H., Jiang, S., Das, N, Li, J., Sakaniwa, K., Jin, J., Bian, Y., Ohto, U., Shimizu, T., Yin, H.
    • 雑誌名

      Nature Chem. Biol.

      巻: 14 号: 1 ページ: 58-64

    • DOI

      10.1038/nchembio.2518

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Autoinhibition and relief mechanism by the proteolytic processing of Toll-like receptor 8.2016

    • 著者名/発表者名
      Tanji, H., Ohto, U., Motoi, Y., Shibata, T., Miyake, K., & Shimizu, T.
    • 雑誌名

      Proc. Natl. Acad. Sci. U S A

      巻: 113 号: 11 ページ: 3012-3017

    • DOI

      10.1073/pnas.1516000113

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Structural Analysis Reveals that Toll-like Receptor 7 Is a Dual Receptor for Guanosine and Single-Stranded RNA2016

    • 著者名/発表者名
      Zhang Z, Ohto U, Shibata T, Krayukhina E, Taoka M, Yamauchi Y, Tanji H, Isobe T, Uchiyama S, Miyake K, Shimizu T
    • 雑誌名

      Immunity

      巻: 45 号: 4 ページ: 737-748

    • DOI

      10.1016/j.immuni.2016.09.011

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Toll-like receptor 8 senses degradation products of single-stranded RNA.2015

    • 著者名/発表者名
      Tanji H, Ohto U, Shibata T, Taoka M, Yamauchi Y, Isobe T, Miyake K,
    • 雑誌名

      Nat Struct Mol Biol.

      巻: 22 号: 2 ページ: 109-115

    • DOI

      10.1038/nsmb.2943

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Structural basis of CpG and inhibitory DNA recognition by Toll-like receptor 9.2015

    • 著者名/発表者名
      Ohto, U., Shibata, T., Tanji, H., Ishida, H., Krayukhina, E., Uchiyama, S., Miyake, K., Shimizu, T.
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 520 ページ: 702-705

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The Imidazoquinoline Toll-Like Receptor-7/8 Agonist Hybrid-2 Potently Induces Cytokine Production by Human Newborn and Adult Leukocytes.2015

    • 著者名/発表者名
      Ganapathi, L., Van Haren, S., Dowling, D. J., Bergelson, I., Shukla, N. M., Malladi, S. S., Balakrishna, R., Tanji, H., Ohto, U., Shimizu, T., David, S. A., & Levy, O.
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 10 号: 8 ページ: 0134640-0134640

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0134640

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Structure-based Design of Human TLR8-specific Agonists with Augmented Potency and Adjuvanticity.2015

    • 著者名/発表者名
      Beesu, M., Caruso, G., Salyer, A., Khetani, K., Sil, D., Weerasinghe, M., Tanji, H., Ohto, U., Shimizu, T., & David, S. A.
    • 雑誌名

      J. Med. Chem.

      巻: 58 号: 19 ページ: 7833-7849

    • DOI

      10.1021/acs.jmedchem.5b01087

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] TLR8阻害剤による阻害機構の解明2017

    • 著者名/発表者名
      丹治裕美、大戸梅治、清水敏之
    • 学会等名
      CREST平成29年度領域会議
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Structural studies of innate immune RNA receptor human TLR82016

    • 著者名/発表者名
      Tanji, H., Ohto, U., Shibata, T., Miyake, K., Shimizu, T.
    • 学会等名
      14th Conference of the Asian Crystallographic Association
    • 発表場所
      Hanoi (Vietnam)
    • 年月日
      2016-12-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Structural studies of single-stranded RNA receptor TLR82015

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Tanji, Umeharu Ohto, Takuma Shibaga, Kensuke Miyake, Toshiyuki Shimizu
    • 学会等名
      Toll 2015 Meeting
    • 発表場所
      Marbella (Spain)
    • 年月日
      2015-09-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 自然免疫系一本鎖RNA受容体TLR8の構造基盤2015

    • 著者名/発表者名
      丹治裕美、大戸梅治、柴田琢磨、田岡万悟、山内芳雄、礒邉俊明、三宅健介、清水敏之
    • 学会等名
      第15回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      あわぎんホール(徳島県徳島市)
    • 年月日
      2015-06-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [図書] 臨床免疫:アレルギー科2015

    • 著者名/発表者名
      丹治裕美、大戸梅治、清水敏之
    • 総ページ数
      312
    • 出版者
      科学評論社
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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