| 研究課題/領域番号 |
20H03377
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分47020:薬系分析および物理化学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 |
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研究代表者 |
安達 基泰 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子生命科学研究所, 上席研究員 (60293958)
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| 研究分担者 |
岡島 俊英 大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (10247968)
高橋 知里 同志社女子大学, 薬学部, 助教 (70833680)
老川 典夫 関西大学, 化学生命工学部, 教授 (80233005)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 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: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2021年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2020年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
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| キーワード | 酵素 / 補酵素 / 結晶構造解析 / 中性子 / neutron / crystal / protein / hydrogen / drug |
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| 研究開始時の研究の概要 |
タンパク質の最大の特徴の一つは、非常に多くの原子が規則正しく整列し、ユニークな反応場を形成することである。申請者らは、近年、水素原子の原子核位置を決定できる中性子結晶構造解析を行うなかで、通常観測される位置とは異なった位置に水素原子を観測してきている。そのことは、タンパク質がその機能発揮に有利となる特殊な環境を局所的に作り出していることを示唆している。本研究では、創薬標的タンパク質の中でも補酵素をもったタンパク質を研究対象として展開し、中性子結晶構造解析と変異体解析によって、特殊な環境に置かれた水素原子の位置と機能を究明する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、医薬品設計に関わる５つの酵素（ヒトジヒドロ葉酸還元酵素、ヒトモノアミン酸化酵素、ヒトシトクロムP450 2D6、アミノ酸ラセマーゼ、ヒトDOPA脱炭酸酵素）を対象とし、将来的には中性子結晶構造解析により水素原子を含む高精度な立体構造情報を得ることを目指して、タンパク質試料と結晶の作製に注力した。ヒトジヒドロ葉酸還元酵素については、標的である葉酸とNADPとの３者複合体のX線結晶構造解析に成功した。ヒトシトクロムP450 2D6については、抗うつ薬として用いられるパロキセチンとの相互作用を解析することに成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
近年、水素原子の原子核位置を決定できる中性子結晶構造解析によって、通常観測される位置とは異なった位置に水素原子を観測してきている。そのことは、タンパク質がその機能発揮に有利となる特殊な環境を局所的に作り出していることを示唆している。本研究では、創薬標的タンパク質の中でも補酵素をもったタンパク質を研究対象として展開した。研究の基礎となる試料調製での成果が中心であったが、将来、中性子結晶構造解析の実現によって、量子化学計算での技術開発に貢献し、補酵素の光物理過程の量子ダイナミクス解析の土台となり、タンパク質機能およびタンパク質と薬剤との分子間相互作用の理解を深化する量子論型研究につながる。
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