脂質シグナリングの構造基盤

• 研究領域: 生命応答を制御する脂質マシナリー
• 研究課題/領域番号: 25116705
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 濡木 理 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (10272460)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 13,000千円 (直接経費: 10,000千円、間接経費: 3,000千円); 2014年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円); 2013年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
• キーワード: X線結晶構造解析 / アレルギー / タンパク質 / 薬理学 / Enpp / リゾホスファチジルコリン / X線結晶構造

研究実績の概要

オートタキシン（ATX）の阻害剤を立体構造に基づき設計・改良を行い，大手製薬会社と共同開発を進める一方で，肺線維症に著効を示すアプタマーとATXの複合体構造に基づき，その阻害機構を解明し，またLPA6に関しては，3.4Å分解能の反射を示す結晶の作成に成功した．
また，LPC（リゾホスファチジルコリン）やグリセロホスホコリンを分解することでホスホコリンを産生し，脳や肝臓や腎臓にコリンを供給するEnpp6と，ホスホコリンとの複合体の結晶構造を1.8Åの分解能で決定した．結晶構造から，Enpp6がホスホコリンのコリン部分を4つのチロシン残基を含むコリン結合ポケット構造によって認識することを明らかにした．コリン結合ポケットを構成するアミノ酸残基は哺乳類から魚類までのEnpp6で保存されていたことから，Enpp6が種を超えてホスホコリンを認識することが強く示唆された．Enpp6はATXと同じEnppファミリーに属するが，ATXはLPCからリゾホスファチジン酸（LPA）を産生する一方で，Enpp6はLPCからホスホコリンを産生する．ATXとEnpp6はそれぞれの結晶構造において，ポケット構造を用いてそれぞれの加水分解産物であるLPAあるいはホスホコリンを認識していた．このことから，Enppファミリータンパク質の活性部位の立体構造の違いがそれぞれの基質認識機構の違い，および生理機能の違いを生み出すことが示唆された．

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Crystal structure of Cas9 in complex with guide RNA and target DNA (2014)
  • 著者名/発表者名: Nishimasu H, Ran FA, Hsu PD, Konermann S, Shehata SI, Dohmae N, Ishitani R, Zhang F, Nureki O
  • 雑誌名: Cell 巻: 156(5) 号: 5 ページ: 935-949
  • DOI: 10.1016/j.cell.2014.02.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression, purification, crystallization and preliminary X-ray crystallographic analysis of Enpp6 (2014)
  • 著者名/発表者名: J. Morita, K. Kato, E. Mihara, R. Ishitani, J. Takagi, H. Nishimasu, J. Aoki and O. Nureki
  • 雑誌名: Acta Crystallogr F Struct Biol Commun. 巻: 70 ページ: 794-799
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Expression, purification, crystallization and preliminary X-ray crystallographic analysis of Enpp6 (2014)
  • 著者名/発表者名: J. Morita, K. Kato, E. Mihara, R. Ishitani, J. Takagi, H. Nishimasu, J. Aoki, O. Nureki
  • 雑誌名: Acta Crystallogr Sect F Struct Biol Cryst Commun 巻: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural Basis for Potent Inhibition of SIRT2 Deacetylase by a Macrocyclic Peptide Inducing Dynamic Structural Change (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamagata, K., Goto, Y., Nishimasu, H., Morimoto, J., Ishitani, R., Dohmae, N., Takeda, N., Nagai, R., Komuro, I., Suga, H., Nureki, O
  • 雑誌名: Structure 巻: 22 号: 2 ページ: 345-352
  • DOI: 10.1016/j.str.2013.12.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Screening and X-ray crystal structure-based optimization of autotaxin (ENPP2) inhibitors, using a newly developed fluorescence probe (2013)
  • 著者名/発表者名: Mitsuyasu Kawaguchi
  • 雑誌名: ACS chemical biology 巻: 8 号: 8 ページ: 1713-1721
  • DOI: 10.1021/cb400150c
  • 査読あり
• [学会発表] Crystal structure of Cas9 complexed with guide RNA and target DNA (2014)
  • 著者名/発表者名: O. Nureki
  • 学会等名: FASEB Conference: Genome Engineering-Cutting-Edge Research and Applications
  • 発表場所: Nassau, Bahamas
  • 年月日: 2014-06-22 – 2014-06-27
  • 招待講演
• [学会発表] シグナル伝達にかかわる因子Autotaxinの構造ベース創薬
  • 著者名/発表者名: 石谷隆一郎、濡木理
  • 学会等名: 日本薬学会
  • 発表場所: 熊本大学（熊本）
  • 招待講演
• [学会発表] Structure-based drug design using chemical compound and peptide
  • 著者名/発表者名: Osamu Nureki
  • 学会等名: The 11th International Symposium for Future Drug Discovery and Medical Care
  • 発表場所: 北海道大学（北海道）
  • 招待講演
• [備考] 濡木研究室ホームページ
  • URL: http://www.nurekilab.net/
• [産業財産権] オートタキシン阻害活性を有する縮合ピラゾール誘導体 (2014)
  • 発明者名: 長野哲雄、濡木理ら
  • 権利者名: 長野哲雄、濡木理ら
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2014-037591
  • 出願年月日: 2014-02-27
• [産業財産権] オートタキシン阻害活性を有する８－置換イミダゾピリミジノン誘導体 (2014)
  • 発明者名: 長野哲雄、濡木理ら
  • 権利者名: 長野哲雄、濡木理ら
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2014-02-27
  • 外国