マラリアを含む感染性病原虫由来の酵素阻害剤の開発とその作用機構の解明

• 研究課題/領域番号: 18350086
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生体関連化学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 井上 豪 大阪大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (20263204)
• 研究分担者: 甲斐 泰 福井工業大学, 環境生命未来工学科, 教授 (40029236) ; 松村 浩由 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教 (30324809)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2007
• 研究課題ステータス: 完了 (2007年度)
• 配分額: 12,370千円 (直接経費: 10,300千円、間接経費: 2,070千円); 2007年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円); 2006年度: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
• キーワード: 熱帯熱マラリア / 感染症 / ドラッグデザイン / X線構造解析

研究概要

本研究課題では、3つの感染性寄生原虫の生命維持活動に重要な酵素のX線結晶構造解析を行い、阻害剤候補化合物を探索するためのインシリコ創薬のための構造基盤を構築することを目的とし、(1)マラリア由来のピリミジン合成に関する必須の酵素2種、および、(2)シャーガス病およびリーシュマニア症由来のプロスタグランジン(PG)F合成酵素と阻害剤複合体のX線構造解析を行った。
熱帯熱マラリアPlasmodium falciparum(Pf)由来Orotate phosphoriboosyltransferase(pyr5)およびOrotidine 5'-monophosphate decarboxylase(pyr6)について、大腸菌を利用した酵素の大量発現と大量精製を行い結晶化したところ、pyr6についてnativeおよび反応生成物UMP複合体の構造解析に成功し、それぞれ2.7および2.6A分解能で解明して反応機構を検討した(J.Biochem.,2008)。また、シャーガス病とリーシュマニア症の原虫由来PGF合成酵素について結晶ヒを行ったところ、シャーガス病については1.7A分解能までの回折データを収集し(Acta Cryst. F, 2007)、フラビン結合型のPGF合成酵素を初めて高精度に解析した(in preparation)。リーシュマニア症病原虫由来PGF合成酵素については、インドメタシン結合型構造について詳細な構造機能相関について検討を加え知見を得ている。

研究成果

• [雑誌論文] Structural basis for the decarboxylation of orotidine 5'-monophosphate(OMP)by Plasmodium falciparum OMP decarboxylase. (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Tokuoka, et. al.
  • 雑誌名: The Journal of Biochemistry 143巻 ページ: 69-78
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure of 5-methylthioribose 1-phosphate isomerase product complex from Bacillus subtilis: Implications for catalytic mechanism. (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Tamura, et. al.
  • 雑誌名: Protein Science 17巻 ページ: 126-135
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel cation-pi interaction revealed by crystal structure of thermoalk alophilic lipase. (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Matsumura, et. al.
  • 雑誌名: PROTEINS: Structure, Function, and Bioinformatics 70巻 ページ: 592-598
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Solution Flow by Rotary Shaker on Protein Crystallization. (2008)
  • 著者名/発表者名: R. Murai, et. al.
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth 310巻 ページ: 2168-2172
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Oxidation of archaeal peroxiredoxin involves a hypervalent sulfur intermediate. (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Nakamura, et. al.
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences USA (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural basis for the decarboxylation of orotidine 5'-monophosphate (OMP) by Plasmodium Talon : Far= OMP decarboxylase. (2008)
  • 著者名/発表者名: K., Tokuoka, et. al.
  • 雑誌名: The Journal of Biochemistry 143 ページ: 69-78
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Crystal structure of 5-methylthioribose 1-phosphate isomerase product complex from Bacillus subtilis : Implications for catalytic mechanism. (2008)
  • 著者名/発表者名: H., Tamura, et. al.
  • 雑誌名: Protein Science 17 ページ: 126-135
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Novel cation-pi interaction revealed by crystal structure of thermoalkalophilic lipase (2008)
  • 著者名/発表者名: H., Matsumura, et. al.
  • 雑誌名: PROTEINS : Structure, Function, and Bioinformatics 70 ページ: 592-598
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Effect of Solution Flow by Rotary Shaker on Protein Crystallization (2008)
  • 著者名/発表者名: R., Murai, et. al.
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth 310 ページ: 2168-2172
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Oxidation of archaeal peroxiredoxin involves a hypervalent sulfur intermediate. (2008)
  • 著者名/発表者名: T., Nakamura, et. al.
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences USA (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Structural basis for the decarboxylation of orotidine 5'-monophosphate (OMP) by Plasmodium falciparum OMP decarboxylase. (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Tokuoka.
  • 雑誌名: The Journal of Biochemistry 143巻 ページ: 69-78
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure of 5-methylthioribose 1-phosphate isomerase productcomplex from Bacillus subtilis: Implications for catalytic mechanism. (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Tamura.
  • 雑誌名: Protein Science 17巻 ページ: 126-135
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel cation-pi interaction revealed by crystal structure of thermoalkalophilic lipase. (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Matsumura.
  • 雑誌名: PROTEINS: Structure, Function, and Bioinformatics 70巻 ページ: 592-598
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Solution Flow by Rotary Shaker on Protein Crystallization. (2008)
  • 著者名/発表者名: R. Murai.
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Oxidation of archaeal peroxiredoxin involves a hypervalent sulfur intermediate. (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Nakamura.
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences USA (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation, crystallization and preliminary crystallographic analysis of old yellow enzyme from Trypanosoma cruzi. (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Sugiyama, et. al.
  • 雑誌名: Acta Crystallographica Section F 63巻 ページ: 896-898
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation, crystallization and preliminary crystallographic analysis of old yellow enzyme from Trypanosoma cruzi (2007)
  • 著者名/発表者名: S., Sugiyama, et. al.
  • 雑誌名: Acta Crystallographica Section F 63 ページ: 896-898
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Preparation, crystallization and preliminary crystallographic analysis of old yellow enzyme from Trypanosoma cruzi. (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Sugiyama.
  • 雑誌名: Acta Crystallographica Section F 63巻 ページ: 896-898
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural and Functional Characterization of HQL-79, an Orally, Selective Inhibitor of Human Hematopoietic Prostaglandin D Synthase (2006)
  • 著者名/発表者名: Kousuke Aritake, Yuji Kado, Tsuyoshi Inoue, Masashi Miyano, Yoshihiro Urade
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 281巻22号 ページ: 15277-15286
• [雑誌論文] Crystal structure of intein homing endonuclease II encoded in the DNA polymerase gene from Hyperthermophilic Archaeon Thermococcus kodakaraensis strain KOD1 (2006)
  • 著者名/発表者名: H.Matsumura, H.Takahashi, T.Inoue, T.Yamamoto, H.Hashimoto, M.Nishioka, S.Fujiwara, M.Takagi, T.Imanaka, Y.Kai
  • 雑誌名: Proteins : Structure Function, and Bioinformatics 63巻3号 ページ: 711-715
• [雑誌論文] Application of Femtosecond Laser Ablation for Detaching Grown Protein Crystals from a Glass Capillary Tube (2006)
  • 著者名/発表者名: M.Kashii, R.Fujisawa, H.Adachi, Y.Mori, T.Sasaki, Y.Koga, K.Takano, S.Kanaya, H.Matsumura, T.Inoue, S.Murakami, K.Sugamoto, H.Yoshikawa
  • 雑誌名: Journal of Bioscience and Bioengineering 102巻4号 ページ: 372-374
  • NAID: 110004839458
• [雑誌論文] Effect of ultrasonic irradiation on protein crystallization (2006)
  • 著者名/発表者名: K.Kakinouchi, H.Adachi, H.Matsumura, T.Inoue, S.Murakami, Y.Mori, Y.Koga, K.Takano, S.Kanaya
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth 292巻2号 ページ: 437-440
• [雑誌論文] Cooling-rate screening system for determining protein crystal growth conditions (2006)
  • 著者名/発表者名: R.Murai, S.Nakata, M.Kashii, H.Adachi, A.Niino, K.Takano, H.Matsumura, S.Murakami, T.Inoue, Y.Mori, T.Sasaki
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth 292巻2号 ページ: 433-436
• [雑誌論文] Crystallization and preliminary crystallographic analysis of orotidine 5'-monophosphate decarboxylase from the human malaria parasite Plasmodium falciparum (2006)
  • 著者名/発表者名: S.R.Krungkrai, K.Tokuoka, Y.Kusakari, T.Inoue, H.Adachi, H.Matsumura, K.Takano, S.Murakami, Y.Mori, Y.Kai, J.Krungkrai, T.Horii
  • 雑誌名: Acta Crystallographica Section F 62巻6号 ページ: 542-545
• [雑誌論文] Purification, crystallization and preliminary X-ray diffraction of SecDF, a translocon-associated membrane protein, from Thermus thermophilus (2006)
  • 著者名/発表者名: T.Tsukazaki, H.Mori, S.Fukai, T.Numata, A.Perederina, H.Adachi, H.Matsumura, K.Takano, S.Murakami, T.Inoue, Y.Mori, T.Sasaki, Dmitry, G.Vassylyev, O.Nureki, K.Ito
  • 雑誌名: Acta Crystallographica Section F 62巻4号 ページ: 376-380
• [雑誌論文] Crystallization and preliminary X-ray analysis of the tRNA thiolation enzyme MnmA from Escherichia coli complexed with tRNA^<Glu>. (2006)
  • 著者名/発表者名: T.Numata, Y.Ikeuchi, S.Fukai, H.Adachi, H.Matsumura, K.Takano, S.Murakami, T.Inoue, Y.Mori, T.Sasaki, T.Suzuki, O.Nureki
  • 雑誌名: Acta Crystallographica Section F 62巻4号 ページ: 368-371
• [学会発表] The Crystal Structure of Orotidine 5' -monophosphate Decarboxylase from the Human Malaria Parasite Plasmodium falciparm. (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Tokuoka
  • 学会等名: The 1st International Global COE Symposium on Bio-Environmental Chemistry(GCOEBEC-1)
  • 発表場所: Osaka(JAPAN)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] The Crystal Structure of Orotidine 5'-monophosphate Decarboxylase from the Human Malaria Parasite Plasmodium falciparm (2008)
  • 著者名/発表者名: K., Tokuoka
  • 学会等名: The 1st International Global COE Sympo-sium on Bio-Environmental Chemistry
  • 発表場所: Osaka (JAPAN)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] Design of anti-allergic inhibitors for human hematopoietic prostagland in D synthase. (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Inoue
  • 学会等名: 2nd International Symposium on Diffraction Structure Biology 2007(ISDSB2007)
  • 発表場所: Tokyo(Japan)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Preparation, crystallization and preliminary crystallographic analysis of old yellow enzyme from Trypanosoma cruzi. (2007)
  • 著者名/発表者名: N. Okamoto
  • 学会等名: The 8th Conference of the Asian Crystallographic Association, AsCA' 07
  • 発表場所: Taipei(TAIWAN)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Crystallization and preliminary X-ray analysis of the Ceraroidase from Pseudomonas aeruginosa. (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Okano
  • 学会等名: The 8th Conference of the Asian Crystallographic Association, AsCA' 07
  • 発表場所: Taipei(TAIWAN)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Trypanosoma cruzi由来Old Yellow EnzymeのX線結晶構造解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 岡本尚毅
  • 学会等名: 日本結晶学会2007年度年会および総会
  • 発表場所: 東京
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] 熱帯熱マラリア由来ピリミジン合成経路に関する酵素の結晶学的研究 (2007)
  • 著者名/発表者名: 小西佐季
  • 学会等名: 日本結晶学会2007年度年会および総会
  • 発表場所: 東京
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Crystal Structure analysis of Prostagland in F_<2α> synthase. (2007)
  • 著者名/発表者名: 徳岡啓司
  • 学会等名: 第80回日本生化学会大会・第30回日本分子生物学会年会 合同大会 (BMB2007)
  • 発表場所: 横浜
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Design of anti-allergic inhibitors for human hematopoietic prostaglandin D synthase (2007)
  • 著者名/発表者名: T., Inoue
  • 学会等名: 2nd International Symposium on Diffraction Structure Biology 2007 (ISDSB2007)
  • 発表場所: Tokyo (JAPAN)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] Preparation, crystallization and preliminary crystallographic analysis of old yellow enzyme from Bypanosoma cruzi (2007)
  • 著者名/発表者名: N., Okamoto
  • 学会等名: The 8th Conference of the Asian Crystallographic Association, AsCA'07
  • 発表場所: Taipei (TAIWAN)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] Crystallization and preliminary X-ray analysis of the Ceramidase from Pseudomonas aeruginosa (2007)
  • 著者名/発表者名: H., Okano
  • 学会等名: The 8th Conference of the Asian Crystallographic Association, AsCA'07
  • 発表場所: Taipei (TAIWAN)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] X-ray analysis of Old Yellow Enzyme from Trypanosoma cruzi (2007)
  • 著者名/発表者名: N., Okamoto
  • 学会等名: Annual Meeting 2007 and General Assembly CrSJ2007 in Tokyo
  • 発表場所: Tokyo (JAPAN)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] Crystallographic studies on the enzymes in de novo pyrimidine biosynthesis of Human Malaria Parasite Plasmodium faciparum (2007)
  • 著者名/発表者名: S., Konishi
  • 学会等名: Annual Meeting 2007 and General Assembly L'rSJ2007 in Tokyo
  • 発表場所: Tokyo (JAPAN)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] Crystal Structure analysis of Prostaglandin F2. synthase. (2007)
  • 著者名/発表者名: K., Tokuoka
  • 学会等名: Biochemistry and Molecular Biology 2007
  • 発表場所: Yokohama (JAPAN)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] Crystallization and preliminary X-ray analysis of the Ceramidase from Pseudomonas aeruginosa. (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Okano
  • 学会等名: The 8th Conference of the Asian Crystallographic Association, AsCA' 07
  • 発表場所: Taipei(TAIWAN)
• [学会発表] Trypanosoma cruzi由来01d Yellow EnzymeのX線結晶構造解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 岡本尚毅
  • 学会等名: 日本結晶学会2007年度年会および総会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] エイコサノイドネットワークの構造生物学と阻害剤開発の展望 (2007)
  • 著者名/発表者名: 井上 豪
  • 学会等名: 第80回日本生化学会大会・第30回日本分子生物学会年会 合同大会(BMB2007)
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] Crystal Structure analysis of Prostaglandin F_<2a> synthase. (2007)
  • 著者名/発表者名: 徳岡啓司
  • 学会等名: 第80回日本生化学会大会・第30回日本分子生物学会年会 合同大会 (BMB2007)
  • 発表場所: 横浜
• [図書] 生物物理 (2007)
  • 著者名/発表者名: 井上豪, 裏出良博
  • 総ページ数: 8
  • 出版者: 日本生物物理学会
• [図書] ファルマシア (2007)
  • 著者名/発表者名: 井上豪, 福西快文, 坂田恒昭
  • 総ページ数: 5
  • 出版者: 社団法人 日本薬学会
• [図書] 光学 (2007)
  • 著者名/発表者名: 安達宏昭, 森勇介, 佐々木孝友, 高野和文, 井上豪, 松村浩由, 村上聡
  • 総ページ数: 5
  • 出版者: 日本光学会
• [図書] 第5版 実験化学講座 5 化学実験のための基礎技術 (2006)
  • 著者名/発表者名: 井上 豪, 松村浩由, 甲斐 泰
  • 総ページ数: 15
  • 出版者: 丸善株式会社
• [図書] Functional and Structural Biology on the Lipo-network 2006 (2006)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Urade, Ikuko Mohri, Kosuke Aritake, Tsuyoshi Inoue, Masashi Miyano
  • 総ページ数: 30
  • 出版者: TRANSWORLD RESEARCH NETWORK
• [図書] 酵素工学ニュース (2006)
  • 著者名/発表者名: 安達宏昭, 森勇介, 佐々木孝友, 高野和文, 松村浩由, 井上豪, 村上聡
  • 総ページ数: 5
  • 出版者: 酵素工学研究会