エネルギー代謝経路をターゲットとしたアフリカ睡眠病の薬剤開発

• 研究課題/領域番号: 26440027
• 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, 応用生物学系, 准教授 (80401206)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2014年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: トリパノソーマ / 顧みられない熱帯病 / エネルギー代謝 / 二核鉄タンパク質 / 膜表剤型タンパク質 / アスコフラノン / X線結晶構造解析 / 顧みられい熱帯病 / diironタンパク質 / 膜表在型タンパク質 / Ｘ線結晶構造解析

研究成果の概要

本研究は、アフリカ睡眠病の薬剤標的であるトリパノソーマのシアン耐性酸化酵素(TAO)とグリセロールキナーゼ(TGK)とリード化合物との複合体の結晶構造を明らかにし、より実用的な薬剤候補となる阻害剤の開発を目的とし、以下の成果を上げることができた。
新規のTAO阻害剤フェルレノールとTAOとの複合体の結晶構造を2.7Å分解能で決定した。またTGKの新規阻害剤GK-17bを見出した。この化合物はTAOも同程度の強さで酵素反応を阻害する。

研究成果

• [雑誌論文] Conjugates of 2,4-Dihydroxybenzoate and Salicylhydroxamate and Lipocations Display Potent Antiparasite Effects by Efficiently Targeting the Trypanosoma brucei and Trypanosoma congolense Mitochondrion. (2017)
  • 著者名/発表者名: Francisco Jose Fueyo Gonzalez, Godwin U. Ebiloma, Carolina Izquierdo Garcia, Victor Bruggeman, Jose Maria Sanchez Villamanan, Anne Donachie, Emmanuel Oluwadare Balogun, Daniel Ken Inaoka, Tomoo Shiba, Shigeharu Harada, Kiyoshi Kita, Harry P. de Koning, Christophe Dardonville
  • 雑誌名: Journal of Medicinal Chemistry 巻: 60(4) 号: 4 ページ: 1509-1522
  • DOI: 10.1021/acs.jmedchem.6b01740
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The hyperthermophilic cystathionine γ-synthase from the aerobic crenarchaeon Sulfolobus tokodaii: expression, purification, crystallization and structural insights (2017)
  • 著者名/発表者名: Sato D, Shiba T, Mizuno S, Kawamura A, Hanada S, Yamada T, Shinozaki M, Yanagitani M, Tamura T, Inagaki K, Harada S
  • 雑誌名: Acta Cryst., F 巻: 73 号: 3 ページ: 152-158
  • DOI: 10.1107/s2053230x17002011
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Structural and mechanistic insights into homocysteine degradation by a mutant of methionine γ-lyase based on substrate-assisted catalysis (2017)
  • 著者名/発表者名: Sato D, Shiba T, Yunoto S, Furutani K, Fukumoto M, Kudou D, Tamura T, Inagaki K, Harada S.
  • 雑誌名: Protein Science 巻: 26 号: 6 ページ: 152-158
  • DOI: 10.1002/pro.3158
  • NAID: 130007628790
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 1.Structural Insights into the Molecular Design of Flutolanil Derivatives Targeted for Fumarate Respiration of Parasite Mitochondria (2015)
  • 著者名/発表者名: Inaoka DK, Shiba T, Sato D, Balogun EO, Sasaki T, Nagahama M, Oda M, Matsuoka S, Ohmori J, Honma T, Inoue M, Kita K, Harada S
  • 雑誌名: Int. J. Mol. Sci. 巻: 16 号: 7 ページ: 15287-15308
  • DOI: 10.3390/ijms160715287
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 2.Pharmacophore Modeling for Anti-Chagas Drug Design Using the Fragment Molecular Orbital Method (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshino R, Yasuo N, Inaoka DK, Hagiwara Y, Ohno K, Orita M, Inoue M, Shiba T, Harada S, Honma T, Balogun EO, da Rocha JR, Montanari CA, Kita K, Sekijima M
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 10 号: 5 ページ: 1-15
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0125829
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Probing the ubiquinol-binding site of recombinant Sauromatum guttatum alternative oxidase expressed in E. coli membranes through site-directed mutagenesis (2014)
  • 著者名/発表者名: Luke Young, Benjamin May, Alice Pendlebury-Watt, Julia Shearman, Catherine Elliott, Mary S. Albury, Tomoo Shiba, Daniel Ken Inaoka, Shigeharu Harada, Kiyoshi Kita, Anthony L. Moore
  • 雑誌名: Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergetics 巻: 1837 号: 7 ページ: 1219-1225
  • DOI: 10.1016/j.bbabio.2014.01.027
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular basis for the reverse reaction of African human trypanosomes glycerol kinase (2014)
  • 著者名/発表者名: Emmanuel Oluwadare Balogun, Daniel Ken Inaoka, Tomoo Shiba, Yasutoshi Kido, Chiaki Tsuge, Takeshi Nara, Takashi Aoki, Teruki Honma, Akiko Tanaka, Masayuki Inoue, Shigeru Matsuoka, Paul A.M. Michels, Kiyoshi Kita, Shigeharu Harada
  • 雑誌名: Molecular Microbiology 巻: 94 号: 6 ページ: 1315-1329
  • DOI: 10.1111/mmi.12831
  • 査読あり
• [雑誌論文] 微生物からの贈り物アスコフラノン - アフリカ睡眠病からがん細胞まで - (2014)
  • 著者名/発表者名: 北潔, 志波智生, 斎本博之, 稲岡ダニエル健, 原田繁春
  • 雑誌名: MEDCHEM NEWS 巻: 24-4 ページ: 44-50
  • NAID: 130007674627
  • 査読あり
• [学会発表] Serendipitous discovery of trypanocidal compounds with dual-inhibition for African trypanosomes glycerol kinase and alternative oxidase (2016)
  • 著者名/発表者名: Emmnuel O. Balogun, Daniel K. Inaoka, Tomoo Shiba, Chiaki Tsuge, Benjamin May, Tomohiro Sato, Yasutoshi Kido, Takeshi Nara, Takashi Aoki, Teruki Honma, Akiko Tanaka, Masayuki Inoue, Shigeru Matsuoka, Paul A.M. Michels, Anthony L Moore, Shigeharu Harada, Kiyoshi Kita
  • 学会等名: 第89回日本生化学会大会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2016-09-25
• [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)とクマリン骨格をもつ新規阻害剤との複合体結晶構造 (2016)
  • 著者名/発表者名: 西藤万智, 志波智生, 上田慧, 稲岡ダニエル健, 城戸康年, バログン エマニエル, アントニー ムーア, 斎本博之, 北潔, 原田繁春
  • 学会等名: 第89回日本生化学会大会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2016-09-25
• [学会発表] トリパノソーマシアン耐性酸化酵素(TAO)とグリセロールキナーゼ(GK)の結晶構造 (2015)
  • 著者名/発表者名: 志波智生、エマニュエルバログン、稲岡ダニエル健、原田繁春、北潔
  • 学会等名: 第41回生体エネルギー研究会討論会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-12-21
• [学会発表] The crystal structures of trypanosomal cyanide-insensitive alternative oxidase (TAO) and glycerol kinase (GK) (2015)
  • 著者名/発表者名: Tomoo Shiba, Emmanuel Oluwadare Balogun, Daniel Ken Inaoka, Shigeharu Harada, Kiyoshi Kita
  • 学会等名: 3rd International Picobiology Institute Symposium
  • 発表場所: 兵庫県立大学
  • 年月日: 2015-12-08
  • 国際学会
• [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)と異なる骨格を持つ阻害剤、アスコフラノン及びフェルレノールとの複合体構造 (2015)
  • 著者名/発表者名: 上田 慧、中井万智、志波 智生、高橋 元、 稲岡 ダニエル健、城戸 康年、坂元 君年、 柘植 千明、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、Moore L. Anthony、斎本 博之、 北 潔、原田 繁春
  • 学会等名: 第88回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] Glycerol kinase from human African trypanosomes possess an intrinsic acid phosphatase activity (2014)
  • 著者名/発表者名: Balogun Emmanuel O., Inaoka Daniel K., Shiba Tomoo, Sakamoto Kimitoshi, Kido Yasutoshi, Nara Takeshi, Aoki Takashi, Honma Teruki, Tanaka Akiko, Inoue Masayuki, Matsuoka Shigeru, Michels Paul AM., Harada Shigeharu, Kita Kiyoshi
  • 学会等名: 第87回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2014-10-15 – 2014-10-18
• [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 (2014)
  • 著者名/発表者名: 上田慧、志波智生、高橋元、稲岡ダニエル健、城戸康年、坂元君年、柘植千明、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87回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2014-10-15 – 2014-10-18
• [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晶構造 (2014)
  • 著者名/発表者名: 上田 慧、志波 智生、高橋 元、稲岡 ダニエル健、城戸 康年、坂元 君年、柘植 千明、本間 光貴、田仲 昭子、斎本 博之、北 潔、原田 繁春
  • 学会等名: 第１４回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-06-25 – 2014-06-27
• [図書] Cytochrome Complexes: Evolution, Structures, Energy Transduction, and Signaling, Chapter 19, Structure and Mechanism of Action of the Alternative Quinol Oxidases (2016)
  • 著者名/発表者名: Young L, May B, Shiba T, Harada S, Inaoka DK, Kita K, Moore AL
  • 総ページ数: 739
  • 出版者: Springer