脂肪酸結合タンパク質のあいまいな分子認識の構造基盤

• 研究課題/領域番号: 24681045
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 生物分子科学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 松岡 茂 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 特任准教授 (60456184)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 27,170千円 (直接経費: 20,900千円、間接経費: 6,270千円); 2014年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2013年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2012年度: 22,490千円 (直接経費: 17,300千円、間接経費: 5,190千円)
• キーワード: 分子認識 / 脂肪酸 / タンパク質 / 分子機構 / 固体NMR / 等温滴定熱量測定 / 分子動力学計算

研究成果の概要

脂肪酸は、有酸素運動の燃料や炎症メディエーターの原料として、細胞内で様々な用途に利用される。しかし、水に溶けにくいため、細胞内での輸送には脂肪酸結合タンパク質が必要とされる。本研究では、心臓型脂肪酸結合タンパク質が、細胞内の様々な長さの脂肪酸から特定の一種類を選ぶのではなく、エネルギー生産の燃料となる複数種類の脂肪酸をグループとして見分ける“あいまい認識”をすることを明らかにした。また、この脂肪酸鎖長選択機構は、水分子が関与する興味深いものであることが判明した。本成果は、メタボリックシンドロームや統合失調など脂肪酸が関与する疾患の分子メカニズムの解明につながると期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Centerband-only analysis of rotor-unsynchronized spin-echo for measurement of lipid 31P chemical shift anisotropy. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Umegawa, Toshiyuki Yamaguchi, Michio Murata, Shigeru Matsuoka*
  • 雑誌名: Magn. Reson. Chem. 巻: 53 号: 7 ページ: 514-519
  • DOI: 10.1002/mrc.4247
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Molecular Dynamics Simulations of Heart-type Fatty Acid-binding Protein in Apo and Holo Forms, and Hydration Structure Analyses in the Binding Cavity. (2015)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Matsuoka, Shigeru Sugiyama, Michio Murata, Shigeru Matsuoka*
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. B 巻: 119 号: 1 ページ: 114-127
  • DOI: 10.1021/jp510384f
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Water-mediated recognition of simple alkyl chains by heart-ype fatty acid-binding protein. (2015)
  • 著者名/発表者名: Shigeru Matsuoka, Shigeru Sugiyama, Daisuke Matsuoka, Mika Hirose, Sebastien Lethu, Hikaru Ano, Toshiaki Hara, Osamu Ichihara, S. Roy Kimura, Satoshi Murakami, Hanako Ishida, Eiichi Mizohata, Tsuyoshi Inoue, Michio Murata
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 54 号: 5 ページ: 1508-1511
  • DOI: 10.1002/anie.201409830
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Phosphatidylcholine bearing 6,6-dideuterated oleic acid: A useful solid-state 2H NMR probe for investigating membrane properties. (2015)
  • 著者名/発表者名: Jin Cui, Sebastien Lethu, Tomokazu Yasuda, Shigeru Matsuoka, Nobuaki Matsumori, Fuminori Sato, Michio Murata
  • 雑誌名: Bioorg. Med. Chem. 巻: 25 号: 2 ページ: 203-206
  • DOI: 10.1016/j.bmcl.2014.11.072
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interaction kinetics of liposome-incorporated unsaturated fatty acids with fatty acid-binding protein 3 by surface plasmon resonance (2014)
  • 著者名/発表者名: Maria Carmen Tan, Shigeru Matsuoka, Hikaru Ano, Hanako Ishida, Mika Hirose, Fuminori Sato, Shigeru Sugiyama, Michio Murata
  • 雑誌名: Bioorganic & Medicinal Chemistry 巻: 22 号: 6 ページ: 1804-8
  • DOI: 10.1016/j.bmc.2014.02.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Highly Efficient Preparation of Selectively Isotope Cluster-Labeled Long Chain Fatty Acids via Two Consecutive Csp3-Csp3 Cross-Coupling Reactions (2014)
  • 著者名/発表者名: Lethu, S., Matsuoka, S. and Murata, M.
  • 雑誌名: Org. Lett 巻: 16巻 号: 3 ページ: 844-847
  • DOI: 10.1021/ol4036159
  • 査読あり
• [雑誌論文] 生体分子集合体の局所構造と分子認識 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松岡 茂
  • 雑誌名: 生体機能関連化学部会ニュースレター 巻: 28 ページ: 11-14
• [雑誌論文] Structure of the human-heart fatty-acid-binding protein 3 in complex with the fluorescent probe 1-anilinonaphthalene-8-sulphonic acid (2013)
  • 著者名/発表者名: Mika Hirose, Shigeru Sugiyama, Hanako Ishida, Mayumi Niiyama, Daisuke Matsuoka, Toshiaki Hara, Eiichi Mizohata, Satoshi Murakami,
  • 雑誌名: J. Synchrotron Rad. 巻: 20 号: 6 ページ: 923-8
  • DOI: 10.1107/s0909049513021298
  • 査読あり
• [雑誌論文] 固体NMRを利用した生物固体試料内小分子化合物の構造研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松岡 茂
  • 雑誌名: 薬学雑誌 巻: 132 号: 9 ページ: 969-978
  • DOI: 10.1248/yakushi.132.969
  • NAID: 130001888731
  • ISSN: 0031-6903, 1347-5231
  • 年月日: 2012-09-01
  • 査読あり
• [雑誌論文] Short polyglutamine peptide forms a high-affinity binding site forthioflavin-T at the N-terminus (2012)
  • 著者名/発表者名: Shigeru Matsuoka, Motoki Murai, Toshio Yamazaki, Masayuki Inoue
  • 雑誌名: Org. Biomol. Chem 巻: 10 ページ: 5787-5790
  • 査読あり
• [学会発表] 脂肪酸結合タンパク質のアルキル鎖認識機構 (2015)
  • 著者名/発表者名: 松岡茂
  • 学会等名: 日本薬学会第135年会シンポジウム・脂質活性構造研究の最前線
  • 発表場所: 神戸学院大学(神戸)
  • 年月日: 2015-03-25 – 2015-03-28
  • 招待講演
• [学会発表] 脂肪酸結合タンパク質のアルキル鎖長認識機構 (2015)
  • 著者名/発表者名: 松岡茂
  • 学会等名: 第25回創薬情報研究会・Structure Based Drug Design (SBDD)を活用したメディシナルケミストリー
  • 発表場所: キャンパスプラザ京都(京都)
  • 年月日: 2015-03-04
  • 招待講演
• [学会発表] 化学シフト異方性測定に基づくバクテリオロドプシン－周辺脂質の親和性評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 梅川雄一, 川竹悟史, 松岡茂, 村田道雄
  • 学会等名: 第53回NMR討論会
  • 発表場所: 大阪大学コンベンションセンター(大阪)
  • 年月日: 2014-11-04 – 2014-11-06
• [学会発表] 多成分脂質膜のCSA測定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松岡茂, 梅川雄一, 村田道雄
  • 学会等名: 第53回NMR討論会
  • 発表場所: 大阪大学コンベンションセンター(大阪)
  • 年月日: 2014-11-04 – 2014-11-06
• [学会発表] 脂肪酸アナログを用いたヒト心筋型脂肪酸結合タンパク質FABP3のリガンド認識機構の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 原利明, 廣瀬未果, 石田英子, 阿野光, 垣之内啓介, 松岳大輔, 松岡茂, 井上豪, 村田道雄, 杉山成
  • 学会等名: 平成26年度日本結晶学会年会
  • 発表場所: 東京大学農学部(東京)
  • 年月日: 2014-11-01 – 2014-11-03
• [学会発表] 生物固体試料の局所構造解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松岡茂
  • 学会等名: 新学術領域「天然物ケミカルバイオロジー, 分子標的と活性制御」 第6回若手研究者ワークショップ
  • 発表場所: 千里ライフサイエンスセンター(大阪)
  • 年月日: 2014-10-29
  • 招待講演
• [学会発表] Synthesis of diyne-labelled sphingomyelin and evaluation of its raft-like domain formation by 2H NMR (2014)
  • 著者名/発表者名: Jin Cui, Shigeru Matsuoka, Masanao Kinoshita, Fuminori Sato, Michio Murata, Jun Ando, Hiroyuki Yamakoshi, Kosuke Dodo, Katsumasa Fujita, Mikiko Sodeoka
  • 学会等名: 15th Tetrahedron Symposium - Asian Edition
  • 発表場所: シンガポール(シンガポール)
  • 年月日: 2014-10-28 – 2014-10-31
• [学会発表] 再構成バクテリオロドプシンの機能性評価と固体NMR解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 川竹悟史, 梅川雄一, 松岡茂, 村田道雄, 園山正史
  • 学会等名: 第56回天然有機化合物討論会
  • 発表場所: 高知県立県民文化ホール(高知)
  • 年月日: 2014-10-15 – 2014-10-17
• [学会発表] Bacteriorhodopsin-phospholipid interactions as viewed by solid-state NMR (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Umegawa, Satoshi Kawatake, Shigeru Matsuoka, Michio Murata
  • 学会等名: XXVIth International Conference on Magnetic Resonance in Biological Systems
  • 発表場所: ダラス(アメリカ)
  • 年月日: 2014-08-24 – 2014-08-29
• [学会発表] Use of α, β-unsaturated mandelate esters for the synthesis and easy reading by NMR of deuteration reaction enantiopurity (2014)
  • 著者名/発表者名: Sebastien Lethu, Shigeru Matsuoka, Michio Murata
  • 学会等名: Chirality 2014
  • 発表場所: プラハ(チェコ)
  • 年月日: 2014-07-27 – 2014-07-30
• [学会発表] 分子動力学シミュレーションを通じて調べたFABP3結合ポケット内の水素結合場とそれが蛋白質構造に与える影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松岳大輔, 松岡茂, 廣瀬未果, 新山真由美, 佐藤文憲, 溝端栄一, 井上豪, 杉山成, 村田道雄
  • 学会等名: 第14回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: ワークピア横浜(横浜)
  • 年月日: 2014-06-25 – 2014-06-27
• [学会発表] 超高分解能構造解析によるFABP3の脂肪酸認識機構の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 杉山成, 松岡茂, 廣瀬未果, 原利明, 松岳大輔, 溝端栄一, 村上聡, 井上豪, 村田道雄
  • 学会等名: 第14回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: ワークピア横浜(横浜)
  • 年月日: 2014-06-25 – 2014-06-27
• [学会発表] 親水性脂肪酸類縁体と脂肪酸結合タンパク質の結合様式 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大塚康平、松岡茂、廣瀬未果、佐藤文憲、溝端栄一、杉山成、井上豪、村田道雄
  • 学会等名: 日本化学会第94年会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] Synthesis of diyne-labeled sphingomyelin and evaluation of its raft-like domain formation (2014)
  • 著者名/発表者名: Jin Cui, Masanao Kinoshita, Shigeru Matsuoka, Fuminori Sato, Jun Ando, Hiroyuki Yamagoshi, Kosuke Dodo, Katsumasa Fujita, Mikiko Sodeoka, Michio Murata
  • 学会等名: 日本化学会第94年会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] Bacteriorhodopsinの三量体構造保持に必要な膜脂質分子の同定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 川竹悟史、松岡茂、新山真由美、溝端栄一、杉山成、井上豪、村田道雄
  • 学会等名: 日本薬学会 第133回年
  • 発表場所: パシフィコ横浜(横浜)
  • 年月日: 2013-03-28
• [学会発表] 水溶性脂肪酸ミミックの分子設計とFABP結合活性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大塚康平、松岡茂、廣瀬未果、佐藤文憲、溝端栄一、杉山成、井上豪、村田道雄
  • 学会等名: 日本化学会年会
  • 発表場所: 立命館大学びわこ・くさつキャンパス(草津)
  • 年月日: 2013-03-25
• [学会発表] Detection of intermolecular hydrogen bond between sphingomyelins by solid state NMR (2013)
  • 著者名/発表者名: 山口敏幸、前田佳子,松岡茂、松森信明、村田道雄
  • 学会等名: 第14回国際細胞膜研究フォーラム
  • 発表場所: 京都大学(京都)
  • 年月日: 2013-03-16
• [学会発表] Solid-state NMR study on polyglutamine-thioflavinT complex (2013)
  • 著者名/発表者名: Motoki Murai, Shigeru Matsuoka, Toshio Yamazaki, Masayuki Inoue
  • 学会等名: 54th Experimental Nclear Magnetic Resonance Conference
  • 発表場所: Asilomer, CA, US
• [学会発表] Structure of the human muscle fatty acid-binding protein complexed with hydrophobic ligand (2013)
  • 著者名/発表者名: Mika Hirose, Shigeru Sugiyama, Hanako Ishida, Daisuke Matsuoka, Toshiaki Hara, Eiichi Mizohata, Tsuyoshi Inoue, Shigeru Matsuoka, Michio Murata
  • 学会等名: 4th International Synposium on Diffraction Structural Biology
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] 変異導入によるFABP3-脂肪酸相互作用形態の変化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松岳大輔、松岡茂、廣瀬未果、新山真由美、佐藤文憲、溝端栄一、杉山成、井上豪、村田道雄
  • 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] The use of the fatty acid analogues for the understanding lipid-protein interactions (2013)
  • 著者名/発表者名: Hanako Ishida, Shigeru Sugiyama, Mika Hirose, Fuminori Sato, Daisuke Matsuoka, Toshiaki Hara, Eiichi Mizohata, Tsuyoshi Inoue, Shigeru Matsuoka, Michio Murata
  • 学会等名: The International Conference on Structural Genomics 2013
  • 発表場所: 札幌
• [学会発表] Structure of the human muscle fatty acid-binding protein complexed with competitive inhibitor (2013)
  • 著者名/発表者名: Mika Hirose, Shigeru Sugiyama, Hanako Ishida, Daisuke Matsuoka, Toshiaki Hara, Eiichi Mizohata, Tsuyoshi Inoue, Shigeru Matsuoka, Michio Murata
  • 学会等名: The International Conference on Structural Genomics 2013
  • 発表場所: 札幌
• [学会発表] 脂肪酸結合タンパク質FABP3の基質認識機構と機能 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松岡茂、杉山成、松岳大輔、廣瀬未果、新山真由美、大塚康平、村田道雄、溝端栄一、井上豪
  • 学会等名: 第55回天然有機化合物討論会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] Toward an understanding of lipid-protein interactions, the use of the heavy atom labeled fatty acid and analogues (2013)
  • 著者名/発表者名: Shigeru Sugiyama, Mika Hirose, Hanako Ishida, Sebastien Lethu, Hikaru Ano, Daisuke Matsuoka, Toshiaki Hara, Eiichi Mizohata, Tsuyoshi Inoue, Shigeru Matsuoka, Michio Murata
  • 学会等名: 第51回日本生物物理学会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] Design and synthesis of labeled compounds for conformation analysis of fatty acids bound to proteins (2013)
  • 著者名/発表者名: Sebastien Lethu, Shigeru Matsuoka, Michio Murata
  • 学会等名: ICCEOCA-8, NICCEOCA-4
  • 発表場所: 大阪
• [学会発表] スピンエコーMAS法を用いた脂質二重膜の化学シフト異方性測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 梅川雄一、松岡茂、山口敏幸、村田道雄
  • 学会等名: 第52回NMR討論会
  • 発表場所: 金沢
• [学会発表] ヒト心筋型脂防酸結合タンパク質FABP3の脂質認識機構の解明 (2012)
  • 著者名/発表者名: 廣瀬未果, 杉山成, 新山真由美, 石田英子, 松岳大輔, 原利明, 井上豪, 松岡茂,村田道雄
  • 学会等名: 第35回分子生物学会年会
  • 発表場所: マリンメッセ福岡(福岡)
  • 年月日: 2012-12-11
• [学会発表] 生体膜を模倣した環境下における膜蛋白質の再構成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 新山真由美、杉山 成、川竹悟史、島田真典、廣瀬未果、石田英子、井上 豪、松岡 茂、松森信明、村田道雄
  • 学会等名: 第35回分子生物学会年会
  • 発表場所: マリンメッセ福岡(福岡)
  • 年月日: 2012-12-11
• [学会発表] 膜蛋白質の高分解能結晶構造解析に向けたリン脂質二重膜による結晶化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 新山真由美、杉山成、川竹悟史、島田真典、廣瀬未果、石田英子.井上豪、松岡茂、松森信明、村田道雄
  • 学会等名: 日本結晶学会年会2012
  • 発表場所: 東北大学(仙台)
  • 年月日: 2012-10-25
• [学会発表] 脂肪酸結合タンパク質FABP3を用いた脂質認識機構の解明への取り組み (2012)
  • 著者名/発表者名: 廣瀬未果、杉山成、新山真由美、石田英子、松岳大輔、原利明、井上豪、松岡茂、村田道雄
  • 学会等名: 日本結晶学会
  • 発表場所: 東北大学(仙台)
  • 年月日: 2012-10-25
• [学会発表] 脂質研究基盤の構築に向けた重原子標識脂肪酸の利用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石田英子、杉山成、Sebastien Lethu、廣瀬未果、新山真由美、松岳大輔、原利明、井上豪、松岡茂、村田道雄
  • 学会等名: 日本結晶学会年会
  • 発表場所: 東北大学(仙台)
  • 年月日: 2012-10-25
• [学会発表] Study of the Fatty Acid Binding Mechanism to Human Heart Fatty Acid Binding Protein (2012)
  • 著者名/発表者名: 松岳大輔、松岡 茂、廣瀬未果、新山真由美、石田英子、杉山 成、村田道雄
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会2012
  • 発表場所: 名古屋大学(名古屋)
  • 年月日: 2012-09-23
• [学会発表] Crystal structure of the fatty acid binding protein 3 (FABP3) with or without fatty acid (2012)
  • 著者名/発表者名: Mika Hirose, Shigeru Sugiyama, Mayumi Niiyama, Hanako Ishida, Tsuyoshi Inoue, Shigeru Matsuoka, Michio Murata
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会2012
  • 発表場所: 名古屋大学(名古屋)
  • 年月日: 2012-09-23
• [学会発表] ヒト心臟由来脂肪酸結合タンパク質の脂防酸認識機構研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松岡茂, 松岳大輔, 廣瀬未果, 新山真由美, S6bastien Lethu, 梅川雄一, 松森信明, 佐藤文憲, 杉山成, 村田道雄
  • 学会等名: 天然有機化合物討論会
  • 発表場所: 東京農業大学(東京)
  • 年月日: 2012-09-19
• [学会発表] 脂肪酸結合タンパク質FABP3を用いた脂質認識機構の解明への取り組み (2012)
  • 著者名/発表者名: 廣瀬未果、新山真由美、石田英子、佐藤文憲、松岡茂、杉山成、井上豪、村田道雄
  • 学会等名: 日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場(名古屋)
  • 年月日: 2012-06-21
• [図書] Advances in Biological Solid-State NMR: Proteins and Membrane-Active Peptides (2014)
  • 著者名/発表者名: Shigeru Matsuoka, Michio Murata
  • 出版者: Royal Society of Chemistry
• [備考] 水で脂肪を“あいまい”に見分けていた！
  • URL: http://resou.osaka-u.ac.jp/ja/research/2015/20150107_1
• [備考]
  • URL: http://www.chem.sci.osaka-u.ac.jp/lab/murata/erato/
• [産業財産権] 標的物質とリガンドの結合親和性を測定するための方法、ならびに該方法に使用するための試薬助剤およびキット (2014)
  • 発明者名: 松岡茂、村田道雄
  • 権利者名: 松岡茂、村田道雄
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2014-013710
  • 出願年月日: 2014-01-28
• [産業財産権] 標的物質とリガンドの結合親和性を測定するための方法、ならびに該方法に使用するための試薬助剤およびキット (2013)
  • 発明者名: 松岡茂、村田道雄
  • 権利者名: 松岡茂、村田道雄
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2013-171684
  • 出願年月日: 2013-08-21