創薬ターゲットの構造解析実現を目指したXFEL光による新規構造決定法の開発

• 研究課題/領域番号: 15K14941
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 物理系薬学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 中津 亨 京都大学, 薬学研究科(研究院), 准教授 (50293949)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2015年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
• キーワード: X線自由電子レーザー / X線結晶構造解析 / タンパク質 / 重原子同型置換法 / 異常分散効果 / 重原子同型置換

研究成果の概要

創薬研究を行うためには薬の標的となるタンパク質のことをよく理解する必要がある。そのためにはタンパク質の結晶を作成し、X線結晶構造解析により立体構造を知ることが重要である。このような創薬ターゲットタンパク質の中には1数μm程度ではあるものの、結晶ができている場合がある。しかしながら、このような結晶は構造決定が難しい。そこで従来の放射光施設に比べ、10億倍もの輝度があるX線自由電子レーザーによる解析が期待されている。そこで日本のXFEL施設であるSACLAにおいて新規立体構造決定法の開発を行い、μmサイズの微結晶タンパク質を用いて、立体構造決定できることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Redox-coupled proton transfer mechanism in nitrite reductase revealed by femtosecond crystallography. (2016)
  • 著者名/発表者名: Fukuda Y, Tse KM, Nakane T, Nakatsu T, Suzuki M, Sugahara M, Inoue S, Masuda T, Yumoto F, Matsugaki N, Nango E, Tono K, Joti Y, Kameshima T, Song C, Hatsui T, Yabashi M, Nureki O, Murphy ME, Inoue T, Iwata S, Mizohata E.
  • 雑誌名: PNAS 巻: 113 号: 11 ページ: 2828-2933
  • DOI: 10.1073/pnas.1517770113
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] An isomorphous replacement method for efficient de novo phasing for serial femtosecond crystallography. (2015)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Kodan, Tomohiro Yamaguchi, Tomohiro Murai, Keiko Gomi, Naoki Kajiyama, Eiichi Mizohata, Mamoru Suzuki, Eriko Nango, Kensuke Tono, Yasumasa Joti, Takashi Kameshima, Jaehyun Park, Changyong Song, Takaki Hatsui, Makina Yabashi, So Iwata, Hiroaki Kato, Hideo Ago, Masaki Yamamoto & Toru Nakatsu
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 5 号: 1 ページ: 14017-14017
  • DOI: 10.1038/srep14017
  • NAID: 120005651939
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Native sulfur/chlorine SAD phasing for serial femtosecond crystallography. (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakane T, Song C, Suzuki M, Nango E, Kobayashi J, Masuda T, Inoue S, Mizohata E, Nakatsu T, Tanaka T, Tanaka R, Shimamura T, Tono K, Joti Y, Kameshima T, Hatsui T, Yabashi M, Nureki O, Iwata S, Sugahara M.
  • 雑誌名: Acta Crystallogr D Biol Crystallogr. 巻: 71 号: 12 ページ: 2519-25
  • DOI: 10.1107/s139900471501857x
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] SACLA におけるシリアルフェムト秒タンパク質結晶構造解析の現状 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中津亨
  • 学会等名: 第16回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場
  • 年月日: 2016-06-08
  • 招待講演
• [学会発表] X線自由電子レーザーを用いた新規タンパク質の立体構造決定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山下 恵太郎, 潘 東青, 奥田 智彦, 菅原 道泰, 小段篤史, 山口 知宏, 村井 智洋, 溝端 栄一, 鈴木 守, 南後 恵理子, 登野 健介, 城地 保昌, 亀島 敬, 初井 宇記, 矢橋 牧名, 岩田 想, 加藤 博章, 吾郷 日出夫, 山本 雅貴, 中津 亨
  • 学会等名: 日本薬学会136年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2016-03-27
• [学会発表] シリアル結晶学における重原子誘導体を用いた位相決定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山下恵太郎, 潘 東青, 長谷川和也, 菅原道泰, 村井智洋, 小段篤史, 溝端栄一, 鈴木 守, 桝田哲哉, 平田邦生, 加藤博章, 吾郷日出夫, 熊坂 崇, 山本雅貴, 中津 亨
  • 学会等名: 平成27年度日本結晶学会年会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2015-10-17
• [学会発表] De novo structure determination for serial femtosecond crystallography using heavy atom derivatives 重原子誘導体を利用したシリアルフェムト秒結晶学による新規構造決定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山下 恵太郎, 潘 東青, 菅原 道泰, 吾郷 日出夫, 山本 雅貴, 中津亨
  • 学会等名: 第53回生物物理学会年会
  • 発表場所: 金沢大学
  • 年月日: 2015-09-13
• [図書] 光と生命の事典 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中津亨
  • 総ページ数: 2
  • 出版者: 朝倉書店