低酸素環境下における寄生虫のATP生合成マシナリーの分子基盤

• 研究課題/領域番号: 16K19114
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 寄生虫学(含衛生動物学)
• 研究機関: 長崎大学
• 研究代表者: 稲岡 健ダニエル 長崎大学, 熱帯医学・グローバルヘルス研究科, 助教 (10623803)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 寄生虫 / ATP合成 / ASCT / 生化学的解析 / 結晶構造解析 / ミトコンドリア様オルガネラ / 寄生虫学 / 感染症 / 酵素 / 蛋白質 / 生体分子 / 特殊環境

研究成果の概要

本研究では、アフリカトリパノソーマ症を引き起こすT. bruceiのミトコンドリアに局在し、ATPと酢酸生産の他にCoAの再利用に直接関わる、Acetate:succinate CoA Transferase / Succinyl-CoA synthase (ASCT/SCS)サイクルの大量調整、in vitro 再構成、生化学的解析、結晶構造解析と阻害剤探索を行った。T. bruceiのASCT/SCSサイクルは、酸化的リン酸化のATP合成酵素より高いATP生産能を保有（Kcat=202 s-1）する。また、ASCTは4量体であり、SCOTとは構造も機能も異なる事を世界で初めて明らかにした。

研究成果

• [国際共同研究] ボルドー大学(フランス)
• [国際共同研究] ミュンヘン大学(ドイツ)
• [雑誌論文] In silico, in vitro, X-ray crystallography, and integrated strategies for discovering spermidine synthase inhibitors for Chagas disease (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshino Ryunosuke、Yasuo Nobuaki、Hagiwara Yohsuke、Ishida Takashi、Inaoka Daniel Ken、Amano Yasushi、Tateishi Yukihiro、Ohno Kazuki、Namatame Ichiji、Niimi Tatsuya、Orita Masaya、Kita Kiyoshi、Akiyama Yutaka、Sekijima Masakazu
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7 号: 1 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1038/s41598-017-06411-9
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Expression, purification, and crystallization of type 1 isocitrate dehydrogenase from Trypanosoma brucei brucei (2017)
  • 著者名/発表者名: Wang Xinying、Inaoka Daniel Ken、Shiba Tomoo、Balogun Emmanuel Oluwadare、Allmann Stefan、Watanabe Yoh-ichi、Boshart Michael、Kita Kiyoshi、Harada Shigeharu
  • 雑誌名: Protein Expr. Purif. 巻: 138 ページ: 56-62
  • DOI: 10.1016/j.pep.2017.06.011
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Glycerol kinase of African trypanosomes possesses an intrinsic phosphatase activity (2017)
  • 著者名/発表者名: Balogun Emmanuel Oluwadare、Inaoka Daniel Ken、Shiba Tomoo、Tokuoka Suzumi M.、Tokumasu Fuyuki、Sakamoto Kimitoshi、Kido Yasutoshi、Michels Paul A.M.、Watanabe Yoh-Ichi、Harada Shigeharu、Kita Kiyoshi
  • 雑誌名: Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects 巻: 1861 号: 11 ページ: 2830-2842
  • DOI: 10.1016/j.bbagen.2017.07.028
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Deep Imaging of Plant Roots by a Rapid Transparency Technique TOMEI (2017)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto Yuki、Matsunaga Sachihiro
  • 雑誌名: ＣＹＴＯＬＯＧＩＡ 巻: 82 号: 3 ページ: 221-222
  • DOI: 10.1508/cytologia.82.221
  • NAID: 130006068211
  • ISSN: 0011-4545, 1348-7019
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Discovery of New Class of Trypanocidal Compounds Targeting the Energy Metabolism of African Trypanosomes (2017)
  • 著者名/発表者名: Balogun Emmanuel Oluwadare、Inaoka Daniel Ken、Shiba Tomoo、Watanabe Yoh-Ichi、Moore Anthony、Harada Shigeharu、Kita Kiyoshi
  • 雑誌名: Open Forum Infect. Dis. 巻: 4 号: suppl_1 ページ: S121-S121
  • DOI: 10.1093/ofid/ofx163.154
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Biochemical characterization of in vitro reconstituted Acetate:succinate CoA transferase/Succinyl-CoA synthetase cycle from Trypanosoma brucei and identification of inhibitors (2018)
  • 著者名/発表者名: Kota Mochizuki, Daniel Ken Inaoka, Emmanuel O. Balogun, Tomoo Shiba, Shigeharu Harada, Frederic Bringaud, Kenji Hirayama and Kiyoshi Kita
  • 学会等名: The U.S.-Japan Cooperative Medical Science Program the 48th Joint Conference on Parasitic Diseases
  • 国際学会
• [学会発表] Trypanosoma brucei の Acetate:succinate CoA transferase/Succinyl-CoA synthetase サイクルの in vitro 再構築を用いた生化学的解析及び阻害剤探索 (2018)
  • 著者名/発表者名: 望月 恒太 、稲岡 健ダニエル、Balogun O. Emmanuel、志波 智生、 原田 繁春、Frederic Bringaud、平山 謙二、北 潔
  • 学会等名: 第87回日本寄生虫学会大会
• [学会発表] シアン耐性呼吸を標的とした抗トリパノソーマ薬の臨床試験へむけて (2018)
  • 著者名/発表者名: 城戸 康年、稲岡 健ダニエル、松崎 素道、志波 智生、原田 繁春、 斎本 博之、山本 雅一、上村 尚人、北 潔
  • 学会等名: 第87回日本寄生虫学会大会
• [学会発表] Insights into the quinol and dioxygen redox cycle of Trypanosome Alternative Oxidase (2018)
  • 著者名/発表者名: Daniel Ken Inaoka, Tomoo Shiba, Yasutoshi Kido, Hiroyuki Saimoto, Anthony L. Moore, Shigeharu Harada and Kiyoshi Kita
  • 学会等名: 8th Meeting ACETOTRYP/GLYCONOV
  • 国際学会
• [学会発表] Biochemical characterization, site-directed mutagenesis Acetate:succinate CoA transferase from Trypanosoma brucei and T. cruzi and identification of inhibitors (2018)
  • 著者名/発表者名: Kota Mochizuki, Daniel Ken Inaoka, Emmanuel O. Balogun, Tomoo Shiba, Shigeharu Harada, Frederic Bringaud, Kenji Hirayama and Kiyoshi Kita
  • 学会等名: 8th Meeting ACETOTRYP/GLYCONOV
  • 国際学会
• [学会発表] Glycerol kinase of African trypanosomes possess additional enzymatic activities that may aid to degrade potential toxic metabolites (2018)
  • 著者名/発表者名: Emmanuel O. Balogun, Daniel Ken Inaoka, Tomoo Shiba, Shigeharu Harada and Kiyoshi Kita
  • 学会等名: 8th Meeting ACETOTRYP/GLYCONOV
  • 国際学会
• [学会発表] Additional enzymatic activities of glycerol kinase from Trypanosoma brucei (2017)
  • 著者名/発表者名: Emmanuel O. Balogun, Daniel Ken Inaoka, Tomoo Shiba, Yoh-Ichi Watanabe, Anthony Moore, Shigeharu Harada and Kiyoshi Kita
  • 学会等名: 7th Meeting ACETOTRYP/GLYCONOV
  • 国際学会
• [学会発表] Purification of Leishmania mexicana serine hydroxymethyltransferase and aldehyde dehydrogenase (2017)
  • 著者名/発表者名: Kota Mochizuki, Daniel Ken Inaoka, Frederic Bringaud, Kenji Hirayama and Kiyoshi Kita
  • 学会等名: 7th Meeting ACETOTRYP/GLYCONOV
  • 国際学会
• [学会発表] Structural insights into mechanism of NADP+/NAD+ recognition by Trypanosoma brucei glycosomal isocitrate dehydrogenase (2017)
  • 著者名/発表者名: Xinying Wang, Daniel Ken Inaoka, Emmanuel O. Balogun, Nicole Ziebart, Stefan Allmann, Michael Boshart, Frederic Bringaud, Tomoo Shiba, Shigeharu Harada and Kiyoshi Kita
  • 学会等名: 7th Meeting ACETOTRYP/GLYCONOV
  • 国際学会
• [学会発表] トリパノソーマ科原虫の ATP 産生と共役した酢酸：コハク酸 CoA 転移酵素とサクシニル CoA 転移酵素の構造生物学的な特徴 (2017)
  • 著者名/発表者名: 稲岡 ダニエル健、バログン エマニュエル、鈴木 重雄、志波 智生、 Frederic Bringaud 、原田 繁春、北 潔
  • 学会等名: 第86回日本寄生虫学会大会
• [学会発表] Structural insights into NAD+ and NADP+ recognition from Trypanosoma brucei Glycosomal Isocitrate Dehydrogenase (2017)
  • 著者名/発表者名: Xinying Wang、Daniel Ken Inaoka、Emmanuel O. Balogun、Nicole Ziebart、Stefan Allmann、Michael Boshart、Frederic Bringaud、志波 智生、原田 繁春、 北 潔
  • 学会等名: 第86回日本寄生虫学会大会
• [学会発表] 抗トリパノソーマ薬アスコフラノンの臨床応用へむけた包括的薬剤開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 城戸 康年、稲岡 健ダニエル、松崎 素道、志波 智生、原田 繁春、 斎本 博之、山本 雅一、北 潔
  • 学会等名: 第86回日本寄生虫学会大会
• [学会発表] トリパノソーマ科原虫のミトコンドリアで行われるATP産生と共役した酢酸発酵 (2017)
  • 著者名/発表者名: Daniel Ken Inaoka, Balogun O. Emmanuel, Mochizuki Kota, Shigeo Suzuki, Shiba Tomoo, Frederic Bringaud, Shigeharu Harada and Kiyoshi Kita
  • 学会等名: ミトコンドリアサイエンスワークショップ2017
• [学会発表] Glycosomal metabolic enzyme Isocitrate Dehydrogenase from Trypanosoma brucei shows dual coenzyme specificity (2017)
  • 著者名/発表者名: Xinying Wang, Daniel Ken Inaoka, Emmanuel O. Balogun, Fumie Hamano, Nicole Ziebart, Stefan Allmann, Michael Boshart, Frederic Bringaud, Fuyuki Tokumasu, Tomoo Shiba, Shigeharu Harada and Kiyoshi Kita
  • 学会等名: 第 77 回日本寄生虫学会東日本支部大会
• [学会発表] Trypanosoma科原虫のAcetate:succinate CoA transferase/Succinyl-CoA synthetaseサイクルのin vitro再構築及び生化学的解析と阻害剤探索 (2017)
  • 著者名/発表者名: 望月 恒太、稲岡 健ダニエル、Balogun O. Emmanuel、志波 智生、原田 繁春、Frederic Bringaud、平山 謙二、北 潔
  • 学会等名: 第70回日本寄生虫学会南日本支部大会・67回日本衛生動物学会南日本支部大会
• [学会発表] Trypanosoma科原虫のAcetate:succinate CoA transferase /Succinyl-CoA Synthetaseサイクルの生化学的解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 望月 恒太、稲岡 ダニエル健、バロガン エマニュエル、志波 智生、原田 繁春、フレデリック ブリンゴード、平山 謙二、北 潔
  • 学会等名: 生命科学系学会合同年次大会ConBio2017・第40回日本分子生物学会年会・第90回日本生化学会大会
• [学会発表] 多様な補酵素特異性を持つアフリカ型トリパノソーマのグリコソームに局在するイソクエン酸脱水素酵素 (2017)
  • 著者名/発表者名: Xinying Wang、稲岡 ダニエル健、Emmanuel O. Balogun、浜野 文三江、Nicole Ziebart、Stefan Allmann、Michael Boshart、Frederic Bringaud、徳舛 富由樹、志波 智生、原田 繁春、北 潔
  • 学会等名: 生命科学系学会合同年次大会ConBio2017・第40回日本分子生物学会年会・第90回日本生化学会大会
• [学会発表] Trypanosoma cruziのピリミジン代謝経路を構成するアスパラギン酸トランスカルバモイラーゼの構造生物学的研究生体エネルギー (2017)
  • 著者名/発表者名: 早水 僚一、志波 智生、的場 一晃、奈良 武司、北 潔、稲岡 ダニエル健、原田 繁春
  • 学会等名: 生命科学系学会合同年次大会ConBio2017・第40回日本分子生物学会年会・第90回日本生化学会大会
• [学会発表] Biochemical and structural characterization of mitochondrial ATP-coupled acetate:succinate CoA transferase family from Trypanosomal parasites. (2016)
  • 著者名/発表者名: 稲岡 健ダニエル
  • 学会等名: 第89回日本生化学会大会
  • 発表場所: 仙台国際センター（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2016-09-25
• [備考] 長崎大学熱帯医学・グローバルヘルス研究科、研究紹介（稲岡 健ダニエル）
  • URL: http://www.tmgh.nagasaki-u.ac.jp/study_at_tmgh/professors/inaoka_danielken?lang=en