アフリカトリパノソーマの薬剤標的「シアン耐性酸化酵素」の酵素反応機構の解明

• 研究課題/領域番号: 23570131
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 構造生物化学
• 研究機関: 京都工芸繊維大学
• 研究代表者: 志波 智生 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 准教授 (80401206)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2013年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2012年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2011年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: トリパノソーマ / diironタンパク質 / 膜表在型タンパク質 / アスコフラノン / X線結晶構造解析

研究概要

本研究では、アフリカ睡眠病の薬剤標的タンパク質であるトリパノソーマのシアン耐性酸化酵素(TAO)の構造を阻害剤との複合体構造を含む様々な状態で明らかにすることによって、実用的な薬剤候補となる強力な阻害剤の開発を目的としており、以下の成果を上げることができた。
TAOの酸化型とアスコフラノン誘導体であるAF2779OHとの複合体構造の構造精密化を終了し、それぞれ2.85, 2.6Å分解能で明らかにすることができた。このTAOの構造は、膜結合型の二核非ヘム鉄タンパク質としては初めての例である(Shiba T et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2013)。

研究成果

• [雑誌論文] 希少疾病のアカデミア創薬–グローバルオーファンドラッグ創成をめざして– (2014)
  • 著者名/発表者名: 北潔, 志波智生, 原田繁春
  • 雑誌名: 実験医学増刊 巻: 32(2) ページ: 210-215
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anemia amelioration by lactose infusion during trypanosomosis could be associated with erythrocytes membrane de-galactosylation (2014)
  • 著者名/発表者名: Balogun EO, Balogun JAB, Yusuf S, Inuwa HM, Ndams IS, Sheridan P, Inaoka DK, Shiba T, Harada S, Kita K, Esievo KAN, Nok AJ.
  • 雑誌名: Veterinary Parasitology 巻: 199 ページ: 259-263
  • 査読あり
• [雑誌論文] 希少疾病のアカデミア創薬 – グローバルオーファンドラッグ創成をめざして – (2014)
  • 著者名/発表者名: 北潔, 志波智生, 原田繁春
  • 雑誌名: 実験医学増刊 巻: 32 ページ: 210-215
  • 査読あり
• [雑誌論文] The alternative oxidases : simple oxidoreductase proteins with complex functions (2013)
  • 著者名/発表者名: Young L, Shiba T, Harada S, Kita K, Albury MS, Moore AL.
  • 雑誌名: Biochem Soc Trans. 巻: 41 ページ: 1305-1311
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biochemical characterization of highly active Trypanosoma brucei gambiense glycerol kinase, a promising drug target (2013)
  • 著者名/発表者名: Balogun EO, Inaoka DK, Shiba T, Kido Y, Nara T, Aoki T, Honma T, Tanaka A, Inoue M, Matsuoka S, Michels PA, Harada S, Kita K.
  • 雑誌名: J. Biochemistry 巻: 154 ページ: 77-84
  • NAID: 40019683344
  • 査読あり
• [雑誌論文] アフリカ睡眠病治療薬の候補化合物と標的タンパク質との複合体構造 (2013)
  • 著者名/発表者名: 志波智生, 高橋元, 原田繁春, 斎本博之, 城戸康年, 稲岡ダニエル健, 北潔.
  • 雑誌名: 日本結晶学会誌 巻: 55 ページ: 254-259
  • NAID: 10031194726
  • 査読あり
• [雑誌論文] Unraveling the heater : new insights into the structure of the alternative oxidase (2013)
  • 著者名/発表者名: Moore AL, Shiba T, Young L, Harada S, Kita K, Ito K.
  • 雑誌名: Annu. Rev Plant Biol. 巻: 64 ページ: 637-663
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure of the trypanosome cyanide-insensitive alternative oxidase (2013)
  • 著者名/発表者名: Shiba T, Kido Y, Sakamoto K, Inaoka DK, Tsuge C, Tatsumi R, Takahashi G, Balogun EO, Nara T, Aoki T, Honma T, Tanaka A, Inoue M, Matsuoka S, Saimoto H, Moore AL, Harada S, Kita K.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: 110 ページ: 4580-4585
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification and characterization of sialidase-like activity in the developmental stages of Amblyomma variegatum (2013)
  • 著者名/発表者名: Natala AJ, Balogun EO, Balogun JA, Inuwa HM, Nok AJ, Shiba T, Harada S, Kita K, Agbede RI, Esievo KA.
  • 雑誌名: J. of Med. Entomol. 巻: 50 ページ: 85-93
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structures of cyanobacteriochromes from phototaxis regulators AnPixJ and TePixJ reveal general and specific photoconversion mechanism (2013)
  • 著者名/発表者名: Narikawa R, Ishizuka T, Muraki N, Shiba T, Kurisu G, Ikeuchi M.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: 110 ページ: 918-923
  • 査読あり
• [雑誌論文] Unraveling the Heater: New Insights into the Structure of the Alternative Oxidase (2013)
  • 著者名/発表者名: Anthony L. Moore, Tomoo Shiba, Luke Young, Shigeharu Harada, Kiyoshi Kita, Kikukatsu Ito
  • 雑誌名: Annual Review of Plant Biology 巻: 64 号: 1 ページ: 637-663
  • DOI: 10.1146/annurev-arplant-042811-105432
  • 査読あり
• [雑誌論文] The alternative oxidases: simple oxidoreductase proteins with complex functions (2013)
  • 著者名/発表者名: Luke Young, Tomoo Shiba, Shigeharu Harada, Kiyoshi Kita, Mary S. Albury, Anthony L. Moore
  • 雑誌名: Biochem. Soc. Trans. 巻: 41 号: 5 ページ: 1305-1311
  • DOI: 10.1042/bst20130073
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification and Characterization of Sialidase-Like Activity in the Developmental Stages of Amblyomma Variegatum (2013)
  • 著者名/発表者名: Audu J. Natala, Emmanuel 0. Balogun, Joshua A. B. Balogun, Hajiya M. Inuwa, Andrew J. Nok, Tomoo Shiba, Shigeharu Harada,Kiyoshi Kita, Rowland l. S. Agbede, King A. N. Esievo
  • 雑誌名: Journal of Medical Entomology 巻: 50 (1) 号: 1 ページ: 85-93
  • DOI: 10.1603/me12152
  • 査読あり
• [雑誌論文] The role of amino acid residues in the active site of L-methionineγ-lyase from Pseudomonas putida (2012)
  • 著者名/発表者名: Fukumoto M, Kudou D, Murano S, Shiba T, Sato D, Tamura T, Harada S, Inagaki K.
  • 雑誌名: Biosci. Biotechnol. Biochem. 巻: 76
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure of mitochondrial quinol-fumarate reductase from the parasitic nematode Ascaris suum (2012)
  • 著者名/発表者名: Shimizu H, Osanai A, Sakamoto K, Inaoka DK, Shiba T, Harada S, Kita K.
  • 雑誌名: J. Biochemistry 巻: 151
  • NAID: 10031166100
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Role of Amino Acid Residues in the Active Site of <small>L</small>-Methionine &#947;-lyase from <i>Pseudomonas putida</i> (2012)
  • 著者名/発表者名: Fukumoto, M.
  • 雑誌名: Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅ， Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ａｎｄ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ 巻: 76 号: 7 ページ: 1275-1284
  • DOI: 10.1271/bbb.110906
  • NAID: 130001862713
  • ISSN: 0916-8451, 1347-6947
  • 査読あり
• [学会発表] アフリカトリパノソーマのシアン耐性酸化酵素(TAO)と新規阻害剤:フェルレノールとの複合体の結晶構造 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋元, 志波智生, 上田慧, 稲岡ダニエル健, 城戸康年, 坂元君年, 柘植千明, Balogun EO, 奈良武司, 青木孝, 本間光貴, 田仲昭子, 井上将行, 松岡茂, Moore AL, 斎本博之, 原田繁春, 北潔
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] アフリカトリパノソーマの薬剤標的「シアン耐性酸化酵素Trypanosome Alternative Oxidase (TAO)」の結晶構造解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 志波智生, 高橋元, 城戸康年, 稲岡ダニエル健, 坂元君年, 柘植千明, 辰巳涼子, Balogun EO, 奈良武司, 青木孝, 本間光貴, 田仲昭子, 井上将行, 松岡茂, Moore AL, 斎本博之, 原田繁春, 北潔
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] The search for inhibitors of African trypanosomes glycerol kinase (2013)
  • 著者名/発表者名: Balogun EO, Inaoka DK, Shiba T, Kido Y, Nara T, Aoki T, Honma T, Tanaka A, Inoue M, Matsuoka S, Michels PA, Kita K, Harada S.
  • 学会等名: 第13回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 鳥取
• [学会発表] シアン耐性酸化酵素Trypanosome Alternative Oxidase(TAO)の結晶構造 (2013)
  • 著者名/発表者名: 志波智生, 城戸康年, 高橋元, 稲岡ダニエル健, 坂元君年, 奈良武司, 青木孝, 本間光貴, 田仲昭子, 井上将行, 松岡茂, 斎本博之, 原田繁春, 北潔
  • 学会等名: 第13回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 鳥取
• [学会発表] アフリカトリパノソーマの薬剤標的「シアン耐性酸化酵素Trypanosome Alternative Oxidase (TAO)」の結晶構造解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 志波智生、高橋元、城戸康年、稲岡ダニエル健、坂元君年、柘植千明、辰巳涼子、Emmanuel Oluwadare Balogun、奈良武司、青木孝、本間光貴、田仲昭子、井上将行、松岡茂、Anthony L. Moore、斎本博之、原田繁春、北潔
  • 学会等名: 第86会日本生化学会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] アフリカトリパノソーマのシアン耐性酸化酵素 (TAO)と新規阻害剤: フェルレノールとの複合体の結晶構造 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋 元, 志波 智生, 上田 慧, 稲岡 ダニエル健, 城戸 康年, 坂元 君年, 柘植 千明, Oluwadare Balogun Emmanuel, 奈良 武司, 青木 孝, 本間 光貴, 田仲 昭子, 井上 将行, 松岡 茂, L. Moore Anthony, 斎本 博之, 原田 繁春, 北 潔
  • 学会等名: 第86会日本生化学会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] アフリカトリパノソーマ症の薬剤標的「シアン耐性酸化酵素Trypanosome Alternative Oxidase (TAO)」の精製と結晶構造解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋元, 志波智生, 城戸康年, 稲岡ダニエル健, 坂元君年, 奈良武司, 青木孝, 本間光貴, 田仲昭子, 井上将行, 松岡茂, Moore AL, 斎本博之, 原田繁春, 北潔
  • 学会等名: 第85回日本生化学会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] Structure-based approach for developing trypanosome-specific glycerol kinase inhibitor(s) (2012)
  • 著者名/発表者名: Balogun EO, Inaoka DK, Shiba T, Kido Y, Nara T, Aoki T, Honma T, Tanaka A, Inoue M, Matsuoka S, Michels PA, Harada S, Kita K.
  • 学会等名: 第12回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] アフリカトリパノソーマの薬剤標的「シアン耐性酸化酵素Trypanosome Alternative Oxidase(TAO)」の結晶構造 (2012)
  • 著者名/発表者名: 志波智生, 城戸康年, 稲岡ダニエル健, 坂元君年, 奈良武司, 青木孝, 本間光貴, 田仲昭子, 井上将行, 松岡茂, Moore AL, 斎本博之, 原田繁春, 北潔
  • 学会等名: 第12回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] アフリカトリパノソーマの薬剤標的「シアン耐性酸化酵素Trypanosome Alternative Oxidase（TAO）」の結晶構造 (2012)
  • 著者名/発表者名: 志波 智生、城戸 康年、稲岡 ダニエル健、坂元 君年、奈良 武司、青木 孝、本間 光貴、田仲 昭子、井上 将行、松岡 茂、ムーア アンソニィー、斎本 博之、原田 繁春、北 潔
  • 学会等名: 日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] アフリカトリパノソーマ症の薬剤標的「シアン耐性酸化酵素Trypanosome Alternative Oxidase (TAO)」の精製と結晶構造解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋 元、志波 智生、城戸 康年、ダニエル健 稲岡、坂元 君年、奈良 武司、青木 孝、本間 光貴、田仲 昭子、井上 将行、松岡 茂、Moore Anthony、斎本 博之、原田 繁春、北 潔
  • 学会等名: 日本生化学会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] Structural analysis of glycerol kinase from human African trypanosomes for anti-trypanosomal drug design (2011)
  • 著者名/発表者名: Balogun EO, 稲岡ダニエル健, 志波智生, 城戸康年, 奈良武司, 青木孝, 本間光貴, 田仲昭子, 井上将行, 松岡茂, Michels PA, 原田繁春, 北潔
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] トリパノソーマ原虫のミトコンドリアの内膜に局在する「シアン耐性酸化酵素Trypanosome Alternative Oxidase (TAO)」の結晶構造」 (2011)
  • 著者名/発表者名: 志波智生, 城戸康年, 稲岡ダニエル健, 坂元君年, 奈良武司, 青木孝, 本間光貴, 田仲昭子, 井上将行, 松岡茂, 斎本博之, Moore AL, 原田繁春, 北潔
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] アフリカトリパノソーマの薬剤標的「シアン耐性酸化酵素Trypanosome Alternative Oxidase (TAO)」の結晶構造 (2011)
  • 著者名/発表者名: 志波智生
  • 学会等名: 日本結晶学会年会
  • 発表場所: 北海道大学
• [学会発表] トリパノソーマ原虫のミトコンドリアの内膜に局在する「シアン耐性酸化酵素Trypanosome Alternative Oxidase (TAO)」の結晶構造 (2011)
  • 著者名/発表者名: 志波智生
  • 学会等名: 日本生化学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会議場
• [備考]
  • URL: http://www.kit.ac.jp/01/topics/2012/pressrelease130305.html
• [備考] アフリカ睡眠病治療薬の候補化合物と標的タンパク質との複合体構造の解明
  • URL: http://www.kit.ac.jp/01/topics/2012/pressrelease130305.pdf