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胆汁酸トランスポーターNTCPを介したHBV感染の構造基盤

研究課題

研究課題/領域番号 22J14378
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
審査区分 小区分43020:構造生物化学関連
研究機関東京大学

研究代表者

浅見 仁太  東京大学, 大学院薬学系研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2022-04-22 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
900千円 (直接経費: 900千円)
2022年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードB型肝炎ウイルス / NTCP / トランスポーター / クライオ電子顕微鏡
研究開始時の研究の概要

NTCPは胆汁酸の腸肝循環に関連する9回膜貫通タンパク質である。肝細胞に局在し、Na+と胆汁酸を細胞内へ共輸送するトランスポーターとして知られている。さらに2012年にはNTCPが本来のトランスポーター機能に加え、B型肝炎ウイルス (HBV) の肝細胞侵入を仲介する受容体としても働くことが報告された。しかしながら、NTCPの立体構造は解明されておらず、HBVの認識・侵入機構、阻害剤の作用機序、およびHBV感染の種特異性に関する構造学的知見は乏しい。
本申請課題では、NTCPを対象とした構造生物学的な解析により、NTCPを介したHBV感染の分子基盤を明らかにすることを目指す。

研究実績の概要

本研究では、B型肝炎ウイルス(Hepatitis B virus, HBV)受容体として機能する胆汁酸トランスポーターSodium taurocholate co-transporting polypeptide (NTCP) を対象とした構造生物学的な解析により、NTCPを介したHBV感染の分子基盤を明らかにすることを目的とした。
採用期間中の研究により、NTCPおよびHBVのエンベロープ上に発現する膜タンパク質large HBV surface antigen (LHBs) のN末端ペプチドpreS1の試料調製法が確立された。さらに、NTCPとpreS1の複合体を高純度で調製することにも成功した。
得られたタンパク質試料を用い、クライオ電子顕微鏡単粒子解析を実施した結果、NTCP単体の立体構造を解明することに成功した(Asami et al., Nature, 2022)。ここで、分子量の比較的小さいNTCPの構造解析を容易に進めるため、京都大学大学院医学系研究科の岩田想教授との共同研究により作製された、NTCPに対して特異的な抗体を用いた。得られたNTCPの構造は細胞外側に開いており、core domainとpanel domainの間に疎水性トンネルが形成されていた。トンネル内腔には、脂質と思われる弱い密度が観測された。
次に、NTCP-preS1複合体の立体構造が、クライオ電子顕微鏡解析により解明された(Asami et al., 論文投稿中)。複合体中で、preS1は複雑に折りたたまれてNTCPの基質輸送トンネルに侵入し、疎水性相互作用と水素結合により強固に結合していた。また、NTCPおよびpreS1の変異体解析を実施した結果、両者の結合に重要な領域を同定した。
得られた立体構造情報は、NTCPとpreS1の結合を阻害する新規HBV治療薬の設計に寄与すると考えられる。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Structure of the?bile acid transporter?and HBV receptor NTCP2022

    • 著者名/発表者名
      Asami Jinta、Kimura Kanako Terakado、Fujita-Fujiharu Yoko、Ishida Hanako、Zhang Zhikuan、Nomura Yayoi、Liu Kehong、Uemura Tomoko、Sato Yumi、Ono Masatsugu、Yamamoto Masaki、Noda Takeshi、Shigematsu Hideki、Drew David、Iwata So、Shimizu Toshiyuki、Nomura Norimichi、Ohto Umeharu
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 606 号: 7916 ページ: 1021-1026

    • DOI

      10.1038/s41586-022-04845-4

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 胆汁酸トランスポーターNTCPによるB型肝炎ウイルス認識の構造基盤2023

    • 著者名/発表者名
      浅見仁太
    • 学会等名
      日本薬学会第143年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] B型肝炎ウイルス受容体NTCPの構造解析2022

    • 著者名/発表者名
      浅見仁太
    • 学会等名
      第22回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

URL: 

公開日: 2022-04-28   更新日: 2024-03-26  

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