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進化的に隠されたアロステリック部位の探索方法確立と抗菌薬開発への展開

研究課題

研究課題/領域番号 23K14525
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分49050:細菌学関連
研究機関国立研究開発法人国立循環器病研究センター

研究代表者

西田 優也  国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 室長 (10793440)

研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2024年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2023年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードアロステリック創薬
研究開始時の研究の概要

アロステリック創薬は、特異性が高く副作用が少ないことが期待される一方で、標的部位の特定や作用機序の解明が困難であり、創薬手法として問題があった。本研究では、タンパク質立体構造において “進化の過程で包埋される部位にはアロステリック部位が存在している” という申請者の独自仮説に基づき、アロステリック部位の合理的な探索方法の確立を目指して研究を行う。

研究実績の概要

アロステリック創薬は、特異性が高く副作用が少ないことが期待される一方で、標的部位の特定や作用機序の解明が困難であり、創薬手法として問題があった。本研究では、タンパク質立体構造において “進化の過程で包埋される部位にはアロステリック部位が存在している” という申請者の独自仮説に基づき、アロステリック部位の合理的な探索方法の確立を目指して研究を行った。
病原菌由来一酸化窒素還元酵素のアロステリック作用部位を計算科学的手法で探索し、これまでに申請者が研究を進めた “進化の過程で包埋される部位にはアロステリック部位" に加えて、複数のアロステリック作用部位候補を同定した。計算科学的にそれぞれの部位に対する作用リガンド候補ペプチドをデザインし、計算上これまでよりも優れた作用リガンド候補を複数獲得した。現在はデザインした作用リガンド候補の発現・精製を行っている。今後はそれら作用リガンド候補と標的酵素との相互作用解析や、酵素活性への効果を検証する。また、優れたヒットリガンドが得られれば、リデザインによるさらなる活性の向上を行うとともに、複合体構造解析や病原菌への作用を検証する。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

アロステリック部位の同定とその作用リガンド候補のデザインに計画よりも時間がかかり、実際の実験検証が現在進行中であるため。

今後の研究の推進方策

現在精製中のアロステリック作用リガンドの効果 (結合能、酵素活性への作用)を検証する。ヒットリガンドが得られれば、それらの改良を行うとともに、複合体構造の決定や病原菌への増殖阻害効果を検証する。

報告書

(1件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2023

すべて 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件)

  • [学会発表] Identifying antibiotics based on structural differences in the conserved allostery from mitochondrial respiratory complex IV2023

    • 著者名/発表者名
      西田優也、志牟田健、柳澤幸子、森田陸離、伊藤(新澤)恭子、新谷泰範
    • 学会等名
      第23回 日本蛋白質科学会年会 (PSSJ2023)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] ミトコンドリア呼吸鎖複合体IVの新規なアロステリーを利用した病原菌特異的な抗菌薬の創出2023

    • 著者名/発表者名
      西田優也
    • 学会等名
      2023年度 ミトコンドリア・サイエンス・ワークショップ (MSW2023)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 呼吸鎖複合体IVの隠されたアロステリック阻害機構と抗菌薬開発への展開2023

    • 著者名/発表者名
      西田優也
    • 学会等名
      第94回 SPring-8 先端利用技術ワークショップ
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2023-04-13   更新日: 2024-12-25  

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