インターロイキン18-レセプター複合体構造解析によるシグナル伝達制御機構の解明

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12034210
• 研究機関: 岐阜大学
• 研究代表者: 加藤 善一郎 岐阜大学, 医学部, 助手 (90303502)
• キーワード: IL-18 / 立体構造 / NMR / シグナル伝達

研究概要

サイトカイン(インターロイキン)及びその情報伝達分子の立体構造解析により、シグナル伝達制御における蛋白質相互作用・機能相関を明らかする事を目標として研究を進めている。最近同定された新しいサイトカインであり、インターフェロンγの発現・ヘルパーT細胞の分化・免疫グロブリン(IgE)の産生を調節する分子であるインターロイキン18(IL-18)をモデル分子として解析を行っている。
現在までに、アトピー性皮膚炎・気管支喘息患者リンパ球において、IL-18刺激への特異的な反応性低下を確認し、レセプターを含めたシグナル伝達系異常が原因であると考え遺伝子解析を含めた検討を行っている。一方、IL-18タンパクの発現系の確立及びNMRによる構造情報の収集及び構造計算を行い、溶液中立体構造を決定した。また、IL-18活性測定のためにヒトリンパ球を用いたアッセイ系を確立した。
現在、決定したIL-18立体構造をベースとして、シグナル伝達開始ステップであるレセプター結合様式について、変異体解析を中心に進めている。各種変異体解析により活性に重要な残基を同定するとともに、レセプターとの複合体モデリングを行った結果、IL-1と同様の結合様式であると推定された。今後のIL-18レセプターα、βそれぞれの構造解析及びternary complexにおける結合様式の解明を目指し、クローニング及び発現系の確立を進めている。
インターロイキンのシグナル伝達分子機構の包括的な議論は、成長ホルモン・IL-2、IL-4、IL-6等を含む4-helix bundle型サイトカインファミリーを中心に行われてきた。本分子群の構造解析及びシグナル伝達機構の解析は、従来とは異なる分子メカニズムの解明に繋がるものと考えられる。

研究成果

• [文献書誌] Mizuno S,Takahashi Y,Kato Z,Goto H,Kondo N,Hoshi H.: "Magnetic resonance spectroscopy of tubers in patients with tuberous sclerosis"Acta Neurol Scand. 102・3. 175-178 (2000)
• [文献書誌] Sukegawa K,Nakamura H,Kato Z,Tomatsu S,Montano AM,Fukao T,Toietta G,Tortora P,Orii T,Kondo N.: "Biochemical and structural analysis of missense mutations in N-acetylgalactosamine-6-sulfate sulfatase causing mucopolysaccharidosis IVA phenotypes."Hum Mol Genet.. 9・9. 1283-1290 (2000)
• [文献書誌] Montano AM,Yamagishi A,Tomatsu S,Fukuda S,Copeland NG,Orii KE,Isogai K,Yamada N,Kato ZI,Jenkins NA,Gilbert DJ,Sukegawa K,Orii T,Kondo N.: "The mouse N-acetylgalactosamine-6-sulfate sulfatase (Galns) gene : cDNA isolation, genomic characterization, chromosomal assignment and analysis of the 5'-flanking region."Biochim Biophys Acta.. 1500・3. 323-334 (2000)