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NMR・MRIに基づくシステインを介する生体内分子置換反応の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20H03376
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分47020:薬系分析および物理化学関連
研究機関熊本大学

研究代表者

寺沢 宏明  熊本大学, 大学院生命科学研究部(薬), 教授 (10300956)

研究分担者 吉永 壮佐  熊本大学, 大学院生命科学研究部(薬), 講師 (00448515)
武田 光広  熊本大学, 大学院生命科学研究部(薬), 助教 (90508558)
松島 綱治  東京理科大学, 研究推進機構生命医科学研究所, 教授 (50222427)
寺島 裕也  東京理科大学, 研究推進機構生命医科学研究所, 講師 (90538729)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2022年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2021年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2020年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
キーワード生体内分子置換反応 / システイン / 炎症シグナリング / NMR / MRI / NMR / MRI
研究開始時の研究の概要

本研究は、システインに作用する化合物を用いて生体内分子置換反応をひき起こすことにより、炎症の要因となるシグナル伝達を担う一連のタンパク質の機能を制御する戦略を確立し、炎症シグナリングを抑制することを目的とする。本研究の成果は、システインを標的としたシグナル伝達制御手法の開発のみならず、次世代の抗炎症薬の開発へと発展すると考える。

研究成果の概要

本研究は、標的タンパク質に含まれるシステインのチオール基に作用する化合物を用いて、生体内分子置換反応をひき起こすことにより、標的タンパク質の機能を制御する戦略を確立し、炎症シグナリングを抑制することを目的とする。
ケモカイン受容体に結合し、白血球の細胞遊走を制御する細胞内タンパク質FROUNT(フロント)を対象として、その阻害剤の阻害メカニズムについて、核磁気共鳴法(NMR)と質量分析法を用いて解析を行った。また、阻害剤を実験動物に投与し、機能的磁気共鳴イメージング法(fMRI)を用いて、脳機能への影響に基づいて、炎症シグナリングの抑制効果を評価した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究グループは、以前、免疫細胞の遊走を制御するタンパク質フロントを同定した。また、フロントが、がんを増悪化させること、および、嫌酒薬ジスルフィラムがフロントに結合して、抗がん作用を示すことを明らかにしてきた。
本研究において、標的タンパク質のアミノ酸の一種(システイン)に作用する化合物を用いて生体内分子置換反応をひき起こすことにより、機能を制御する戦略を提案した。これは、がんをはじめとする炎症性疾患の治療薬を創出する新たな戦略である。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Rational Design of Monodispersed Mutants of Proteins by Identifying Aggregation Contact Sites Using Solubilizing Agents2020

    • 著者名/発表者名
      Tsuji Tatsuichiro、Yoshinaga Sosuke、Takeda Mitsuhiro、Sato Takafumi、Sonoda Akihiro、Ishida Norihito、Yunoki Kaori、Toda Etsuko、Terashima Yuya、Matsushima Kouji、Terasawa Hiroaki
    • 雑誌名

      Biochemistry

      巻: 59 号: 39 ページ: 3639-3649

    • DOI

      10.1021/acs.biochem.0c00414

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] NMR and MRS studies of proteins delivered into cultured cells, towards MR analyses of proteins under physiological conditions.2020

    • 著者名/発表者名
      Higashi, A., Takeda, M., Yoshinaga, S., and Terasawa, H.
    • 雑誌名

      Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med.

      巻: 28 ページ: 2986-2986

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Preparation of phosphorylated FROUNT protein, a regulator of chemokine receptors, for structural and functional analyses2022

    • 著者名/発表者名
      Uchida, K., Yoshinaga, S., Sato, T., Takeda, M., Terashima, Y., Toda, E., Matsushima, K., and Terasawa, H.
    • 学会等名
      日本生物物理学会第60回年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] In-cell NMR analysis of the structure of a chemokine-signaling protein and the interaction with its inhibitory compound2022

    • 著者名/発表者名
      Sato, T., Udatsu, H., Higashi, A., Takeda, M., Terashima, Y., Toda, Et., Matsushima, K., Yoshinaga, S., and Terasawa, H.
    • 学会等名
      第50回日本磁気共鳴医学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 細胞遊走シグナル制御因子R1-15の立体構造解析と細胞内NMR解析に向けた試料調製2022

    • 著者名/発表者名
      松村早姫、吉永壮佐、佐藤貴文、武田光広、寺島裕也、遠田悦子、松島綱治、寺沢宏明
    • 学会等名
      第16回日本分子イメージング学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 熱安定性の低いタンパク質のIn-cell NMR解析に向けたタンパク質の培養細胞への導入法の検討2022

    • 著者名/発表者名
      宇田津晴香、東愛理、佐藤貴文、武田光広、寺島裕也、遠田悦子、松島綱治、吉永壮佐、寺沢宏明
    • 学会等名
      第16回日本分子イメージング学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] NMRを用いたタンパク質の細胞内解析に向けた自己会合抑制変異体の利用によるスペクトル改善の試み2021

    • 著者名/発表者名
      Higashi, A., Sato, T., Udatsu, H., Yoshinaga, S., Takeda, M., Toda, E., Terashima, Y., Matsusima, K., and Terasawa, H
    • 学会等名
      第49回日本磁気共鳴医学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] In-cell NMRを用いたケモカインシグナル制御タンパク質の細胞内における構造評価2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤貴文、吉永壮佐、東愛理、宇田津晴香、武田光広、寺島裕也、遠田悦子、松島綱治、寺沢宏明
    • 学会等名
      第15回日本分子イメージング学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ケモカイン受容体制御因子FROUNTのリン酸化による立体構造とケモカイン受容体結合能への影響の解析2021

    • 著者名/発表者名
      内田恵介、吉永壮佐、佐藤貴文、武田光広、寺島裕也、遠田悦子、松島綱治、寺沢宏明
    • 学会等名
      第15回日本分子イメージング学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 細胞内環境におけるタンパク質のNMR解析システムの構築2021

    • 著者名/発表者名
      宇田津晴香、東 愛理、佐藤貴文、武田光広、吉永壮佐、寺沢宏明
    • 学会等名
      第15回日本分子イメージング学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] In-cell NMR 測定に向けたタンパク質導入細胞の調製方法の検討2021

    • 著者名/発表者名
      東 愛理、宇田津晴香、佐藤貴文、武田光広、吉永壮佐、寺沢宏明
    • 学会等名
      第15回日本分子イメージング学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] In-cell NMR analysis of an anticancer candidate compound against a chemokine-signaling protein FROUNT2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshinaga, S., Sato, T., Higashi, A., Takeda, M., Terashima, Y., Toda, E., Matsushima, K., and Terasawa, H.
    • 学会等名
      日本生物物理学会第58回年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] In-cell analysis of an inhibitory compound against a chemokine-signaling protein with the in-cell NMR method2020

    • 著者名/発表者名
      Sato, T., Yoshinaga, S., Higashi, A., Takeda, M., Terashima, Y., Toda, E., Matsushima, K., and Terasawa, H.
    • 学会等名
      第48回日本磁気共鳴医学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] NMR and MRS studies of proteins delivered into cultured cells, towards MR analyses of proteins under physiological conditions2020

    • 著者名/発表者名
      Higashi, A., Takeda, M., Yoshinaga, S., and Terasawa, H.
    • 学会等名
      ISMRM& SMRT Virtual Conference & Exhibition,
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of BOLD responses against green laser stimulation in a chronic pain animal model after administration of an analgesic candidate2020

    • 著者名/発表者名
      Sameshima, M., Yuzuriha, N., Yoshinaga, S., Takeda, M., and Terasawa, H.
    • 学会等名
      第48回日本磁気共鳴医学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 立体構造解析に向けたタンパク質の溶解度向上戦略 ~立体構造に基づく抗がん剤開発への道~2020

    • 著者名/発表者名
      吉永壮佐
    • 学会等名
      2020年度日本分光学会NMR分光部会 集中講義
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-03-27  

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