トリパノソーマ及びマラリアの新規治療薬を目指したキーとなる酵素の構造解析

• 研究課題/領域番号: 19370043
• 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: 構造生物化学
• 研究機関: 長崎大学
• 研究代表者: 芳本 忠 長崎大学, 理工学部, 教授 (60088870)
• 研究分担者: 伊藤 潔 長崎大学, 医歯薬学総合研究科, 准教授 (50201926) ; 中嶋 義隆 長崎大学, 医歯薬学総合研究科, 助教 (80372770)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円); 2010年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2009年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2008年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2007年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
• キーワード: マラリア / トリパノソーマ / オリゴペプチダーゼB / 阻害剤 / 医薬品 / アミノペプチダーゼ / メチオニンアミノペプチダーゼ / 治療薬 / 構造生物学 / 酵素 / 立体構造 / X線結晶構造解析 / プロテアーゼ / 感染症 / 結晶解析

研究概要

トリパノソーマやマラリアは多くの患者がありながら有効な治療薬が少なく熱帯地方で多くのヒトが亡くなっている。我々は新規治療薬を目的として、原虫の代謝系酵素に焦点を当て、酵素とその阻害剤を研究した。
(1)マラリア原虫のメチオニンアミノペプチダーゼ阻害剤:プロリルアミノペプチダーゼを用いた新規メチオニンアミノペプチダーゼ測定系を開発し、メチオニンアミノペプチダーゼ阻害化合物のスクリーニングを行った。
(2)トリパノゾーマのオリゴペプチダーゼB:酵素の結晶化を行い、結晶構造解析を行った。結晶パラメータは、格子定数a=b=123.9,c=248.0A,γ=120°を持つ、単純格子の三方晶系(P hexagonal)に属する結晶系であることを明らかにした。
(3)アミノペプチダーゼNとプロリルオリゴペプチダーゼに対する特異的阻害剤についても研究した。

研究成果

• [雑誌論文] Substitution of Glu122 by glutamine revealed the function of the second water molecule as a proton donor in the binuclear metal enzyme, creatininase (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamashita K., Nakajima Y., Matsushita H., Nishiya Y., Yamazawa R., Wu Y., Matsubara F., Oyama H., Ito K., Yoshimoto T.
  • 雑誌名: J.Mol.Biol.
  • NAID: 120006984734
• [雑誌論文] Substitution of Glu122 by glutamine revealed the function of the second water molecule as a proton donor in the binuclear metal enzyme, creatininase (2010)
  • 著者名/発表者名: YL
  • 雑誌名: J.Mol.Biol.. 巻: 396 ページ: 1081-1096
  • 査読あり
• [雑誌論文] Substitution of Glu122 by glutamine revealed the function of the second water molecule as a proton donor in the binuclear metal enzyme, creatininase (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamashita, K., Nakajima, Y., Matsushita, H., Nishiya, Y., Yamazawa, R., Wu, Y., Matsubara, F., Oyama, H., Ito, K., Yoshimoto, T.
  • 雑誌名: J.Mol.Biol. 396 ページ: 1081-1096
  • NAID: 120006984734
• [雑誌論文] ペプチド最終分解系に関与するエキソペプチダーゼの構造と機能 (2009)
  • 著者名/発表者名: 伊藤潔、中嶋義隆、田中信忠、芳本忠
  • 雑誌名: 生化学 81 ページ: 5-16
  • NAID: 10024915560
• [雑誌論文] Structure of aminopeptidase N from Escherichia coli complexed with the transition state alnalogue aminophosphinic inhibitor PL250, Marie-Claude Fournie-Zaluski, Herve Poras and Bernard P.Roques (2009)
  • 著者名/発表者名: 中嶋義隆, 伊藤潔, 芳本忠
  • 雑誌名: Acta Crystal.D. 65 ページ: 814-822
• [雑誌論文] Closed Complex of the D-3-Hydroxybutyrate Dehydrogenase Induced by an Enantiomeric Competitive Inhibitor : Importance of Gln196 in Stable Ternary Complex Formation. (2009)
  • 著者名/発表者名: Kanako Nakashima, Kiyoshi Ito, Yoshitaka Nakajima, Ryuji Yamazawa, Syunsuke. Miyakawa, Tadashi Yoshimoto
  • 雑誌名: J.Biochem. 145,(4) ページ: 467-479
• [雑誌論文] Closed Complex of the D-3-Hydroxybutyrate dehydrogenase induced by an enantiomeric competitive inhibitor : Importance of Gln196 in stable ternary complex formation (2009)
  • 著者名/発表者名: Nakashima, K., Ito, K., Nakajima, Y., Yamazawa, R., Miyakawa, S., Yoshimoto, T.
  • 雑誌名: J.Biochem. 145(4) ページ: 467-479
• [雑誌論文] Structure of aminopeptidase N from Escherichia coli complexed with the transition state alnalogue aminophosphinic inhibitor PL250 (2009)
  • 著者名/発表者名: Fournie-Zaluski, M. C., Poras, H., Roques, B P., Nakajima, Y., Ito, K., Yoshimoto, T.
  • 雑誌名: Acta Crystal.D 65 ページ: 814-822
• [雑誌論文] Closed Complex of the D-3-Hydroxybutyrate Dehydrogenase Induced by an Enantiomeric Competitive Inhibitor (2009)
  • 著者名/発表者名: Nakashima, Y., et al
  • 雑誌名: J.Biochem.. 145 ページ: 467-479
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure of aminopeptidase N from Escherichia coli complexed with the transition state alnalogue aminophosphinic inhibitor PL250 (2009)
  • 著者名/発表者名: Zaluski, M-C.F., et al.
  • 雑誌名: Acta Crystal. D 65 ページ: 814-822
  • 査読あり
• [雑誌論文] ペプチド最終分解系に関するエキソペプチダーゼの構造と機能 (2009)
  • 著者名/発表者名: 伊藤潔, 中嶋義隆, 田中信忠, 芳本 忠
  • 雑誌名: 生化学 81 ページ: 5-16
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dipeptidyl Aminopeptidase IV from Stenotrophomonas maltophilia Exhibited 4-Hydroxyproline Residue. (2008)
  • 著者名/発表者名: Nakajima Y., Ito K., Toshima T., Egawa T., Zheng. H., Oyama H., Wu Y-F., Takahashi E., Kyono. K., Yoshimoto T.
  • 雑誌名: J.Bacteriol. 190(23) ページ: 7819-7829
• [雑誌論文] Novel Inhibitor for Prolyl Tripeptidyl aminopeptidase from Porphyromonas gingivalis and details of substrate-recognition mechanism (2008)
  • 著者名/発表者名: Xu, Y., Nakajima, Y., Ito, K., Zheng, H., Oyama, H., Heiser, U., Hoffmann, T., Gartner, U-T., Demuth. H-U., Yoshimoto, T.
  • 雑誌名: J.Mol.Biol. 375(3) ページ: 708-719
  • NAID: 120006984748
• [雑誌論文] Dipeptidyl aminopeptidase IV from Stenotrophomonas maltophilia exhibited an activity against substrate containing 4-hydroxyproline residue (2008)
  • 著者名/発表者名: Nakajima, Y., Ito, K., Toshima, T. Egawa, T., Zheng. H., Oyama, H., Wu, Y-F., Takahashi, E., Kyono. K., Yoshimoto, T.
  • 雑誌名: J.Bacteriol. 190(23) ページ: 7819-7829
• [雑誌論文] Dipeptidyl aminopeptidase IV from Stenotrophomonas maltophilia exhibited an activity against substrate containing 4-hydroxyproline residue. (2008)
  • 著者名/発表者名: Nakajima, Y., et al
  • 雑誌名: J. Bacteriol. 190 ページ: 7819-7829
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel inhibitor for prolyl tripeptidyl aminopeptidase from Porphyromonas gingivalis and details of substrate-recognition mechanism (2008)
  • 著者名/発表者名: Xu, et. al.
  • 雑誌名: J.Mol.Biol. 375 ページ: 708-719
  • 査読あり
• [雑誌論文] 微生物酵素の生化学的および構造生物学的研究と医療への応用 (2007)
  • 著者名/発表者名: 芳本忠
  • 雑誌名: 薬学雑誌 127 ページ: 1035-1045
• [雑誌論文] 微生物酵素の生化学的および構造生物学的研究と医療への応用 (2007)
  • 著者名/発表者名: 芳本 忠
  • 雑誌名: 薬学雑誌 127 ページ: 1035-1045
  • 査読あり
• [学会発表] Crystal structure of the G179S mutant creatininase revealed a possible substrate entry mechanism (2010)
  • 著者名/発表者名: 黒川裕美, 芳本忠, 伊藤潔
  • 学会等名: 日本生化学会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2010-12-07
• [学会発表] Crystal Structure of FAD-dependent D-Glucose Dehydrogenase complexed with an inhibitor (2010)
  • 著者名/発表者名: 中嶋義隆, 西矢芳昭, 芳本忠, 伊藤潔
  • 学会等名: 日本生化学会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2010-12-07
• [学会発表] (2009)
  • 学会等名: Sixth General Meeting of the International Proteolysis Society
  • 発表場所: Gold Coast(Australia)
  • 年月日: 2009-10-28
• [学会発表] 4-Hys基質に活性を示すS.maltophilia由来ジペプチジルアミノペプチダーゼIVの構造的特徴 (2009)
  • 著者名/発表者名: Ito, K., 他
  • 学会等名: Sixth General Meeting of the International Proteolysis Society
  • 発表場所: Gold Coast(Australia)
  • 年月日: 2009-10-28
• [学会発表] (2009)
  • 学会等名: プロリン特異性ペプチダーゼ生化学会シンポジウム
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2009-10-22
• [学会発表] プロリン特異性ペプチダーゼ (2009)
  • 著者名/発表者名: 芳本忠, 他
  • 学会等名: 生化学会シンポジウム
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2009-10-22
• [学会発表] 歯周病菌プロリルトリペプチジルアミノペプチダーゼの基質N末端認識に関与するGlu636 (2008)
  • 学会等名: 第13回病態と治療におけるプロテアーゼとインヒビター学会学術集
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2008-08-22
• [学会発表] 4-Hys基質に活性を示すS.maltophilia由来ジペプチジルアミノペプチダーゼIVの構造的特徴 (2008)
  • 学会等名: 日本生化学会九州支部例会九州大学
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2008-05-17
• [学会発表] 4 - Hys基質に活性を示すS. maltophilia由来ジペプチジルアミノペプチダーゼIVの構造的特徴 (2008)
  • 著者名/発表者名: 中嶋義隆, 他
  • 学会等名: 日本生化学会九州支部例会
  • 発表場所: 九州大学(福岡)
  • 年月日: 2008-05-17
• [学会発表] 大腸菌アミノペプチダーゼNの基質認識機構 (2008)
  • 学会等名: 日本薬学会第128年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2008-03-27
• [学会発表] The three dimensional structure of aminopeptidase N and wide substrate recognition mechanism (2007)
  • 学会等名: International Proteolysis Society
  • 発表場所: パトラス(ギリシャ)
  • 年月日: 2007-10-23
• [学会発表] The three dimensional structure of aminopeptidase N and wide substrate recoenition mechanism (2007)
  • 著者名/発表者名: 芳本 忠
  • 学会等名: International Proteolysis Society
  • 発表場所: パトラス (ギリシャ)
  • 年月日: 2007-10-23
• [学会発表] Streptococcus 由来プリンヌクレオシドホスホリラーゼの構造と基質特異性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 武吉智也, 中嶋義隆, 伊藤潔, 芳本忠
  • 学会等名: 平成19年度 第24回日本薬学会九州支部大会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] Hyp基質に活性を示すS. maltophilia ジペプチジルアミノペプチダーゼIVの構造的特徴 (2007)
  • 著者名/発表者名: 十島翼, 中嶋義隆, 伊藤潔, 尾山廣, 芳本忠
  • 学会等名: 平成19年度第24回日本薬学会九州支部大会
  • 発表場所: 福岡
• [図書] 生化学辞典(今堀和友、山川民夫監修) (2008)
  • 著者名/発表者名: 芳本忠
  • 出版者: 東京化学同人
• [図書] 構造生物学(倉光、杉山編)(病原菌の戦い) (2007)
  • 著者名/発表者名: 伊藤潔、中嶋義隆、芳本忠
  • 出版者: 共立出版