| 研究課題/領域番号 |
21H02130
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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38040:生物有機化学関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
三芳 秀人 京都大学, 農学研究科, 教授 (20190829)
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| 研究分担者 |
岸川 淳一 大阪大学, 蛋白質研究所, 助教 (80599241)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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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 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2023年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2022年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2021年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
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| キーワード | コレラ菌呼吸鎖酵素 / NADH脱水素酵素 / ユビキノン / 抗菌剤 / 呼吸鎖酵素 / コレラ菌 / コロルミシン |
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| 研究開始時の研究の概要 |
Na+輸送性NADH-ユビキノン酸化還元酵素（NQR）は、コレラ菌など一部の病原性細菌のエネルギー代謝を担う呼吸鎖酵素であり、抗菌剤の創薬標的として期待できる。天然物コロルミシンは、NQRに対して極めて高い選択性を有する強力な阻害剤であり、抗菌剤開発に向けたシーズ化合物となり得る。本研究では、“NQR-コロルミシン”相互作用を分子レベルで明らかにすると同時に、in vivo 抗菌活性の顕著な上昇を図ることによって、コレラ菌NQRを標的とする抗菌剤創製に向けた研究基盤を確立することを目的とする。
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| 研究実績の概要 |
Cryo-EM（電子顕微鏡）によるコレラ菌NADH-ユビキノン酸化還元酵素（NQR）の構造解析を2021年からスタートし、2022年には酸化型酵素の構造を明らかにすることに成功し（2.5～3.1オングストローム分解能）、論文発表することができた。しかし、この構造モデルにおいては、コファクター間の距離が29オングストローム以上と極端に長い箇所が二箇所あり（NqrFサブユニットの2Fe-2SとNqrD/Eサブユニットの2Fe-2Sの間、および、NqrD/Eサブユニットの2Fe-2SとNqrCのFMNの間）、この間の電子移動は不可能である。このことから、NQRのターンオーバー中は構造変化を伴ってコファクター間の距離が短縮されている可能性が示唆された。そこで本年度は、還元型NQRの構造解析に注力した。
NADHを添加してコファクターを還元したNQRを調整しcryo-EMに供したが、酸化型構造との違いは認められなかった。反応液中のNaイオンの影響を酸化型および還元型で調べたが、Naイオン有無で大きな構造変化は認められなかった。さらに、NqrCまたはNqrBからFMNが欠損した変異酵素についても酸化型および還元型で構造解析したが、違いは認められなかった。
酸化型酵素の構造解析ではユビキノンの結合部位を明らかにすることができなかった。そこで、イソプレン側鎖部に光反応性基とクリック用アルキンを有するユビキノンプローブを合成し、光親和性標識を実施した。しかし、多数の標識ペプチドが検出されピンポイントで結合部位を絞り込むことができなかった。この理由として、ユビキノンプローブの結合親和性が低いために、複数の箇所を標識したためと考えられる。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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