トキソプラズマのピリミジン新生合成経路に関する研究(抗原虫薬開発への応用)

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13670255
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 浅井 隆志 慶應義塾大学, 医学部, 専任講師 (50175163)
• 研究分担者: 斉藤 智也 慶應義塾大学, 医学部, 助手 (80327501)
• キーワード: 寄生原虫 / トキソプラズマ / ピリミジン新生合成 / CPS-II

研究概要

本研究ではトキソプラズマにおける核酸前駆体合成経路のひとつであるピリミジン新生合成経路の流量調節物質を研究年度内に明らかにすることを目的とした。前年度はピリミジンヌクレオチドの新生合成経路の初段を触媒する酵素(CPS-II)の遺伝子のクローニングについて検討を行ったが、米国のダートマス大学のグループがすでに全長配列を決定したことがわかり、クローニングに関するプロジェクトは中止した。我々が得たクローンの配列情報及びダートマス大学の研究グループが最近明らかにした情報を総合すると、強力な活性化因子であるPRPPの結合部位が存在しないことが明らかとなった。そして我々の目的であるCPS-IIの活性調節の解析に関して、ダートマス大学との共同研究を行うことの合意が得られ、活性のある全長配列の遺伝子組換CPS-IIの作製を検討中であるが、かなり巨大なタンパク質であるので未だ遺伝子組換酵素の発現には成功していない。しかしトキソプラズマCPS-IIの全アミノ酸配列から読みとれる情報から、基質であるATPの供給が最も重要な因子であることが推測された。宿主内で増殖中の原虫内のATP濃度は宿主のATPとの区別が困難で正確な濃度の算出は困難であったがかなり高い(〜5mM)であることが推定された。一方増殖をしない細胞外のトキソプラズマ原虫のATP濃度はかなり低く(〜1mM)、CPS-IIのATPに対するKm値が〜10mMであることを考慮すると、トキソプラズマのCPS-IIは増殖しない条件ではほとんど活性がないことが推測された。以上の結果からエネルギー産生がピリミジン合成の流量に最も重要な因子であることが推定され、本研究の目標はほぼ達成された。

研究成果

• [文献書誌] Asai T, Takeuchi T, Diffenderfer J, Sibley LD: "Identification of small-molecule inhibitors of nucleoside triphosphate hydrolase in Toxoplasma gondii"Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 46(8). 2393-2399 (2002)
• [文献書誌] Saito T, Maeda T, Nakazawa M, Takeuchi T, Nozaki T, Asai T: "Characterization of hexokinase in Toxoplasma gondii tachyzoite"International Journal for Parasitology. 32. 961-967 (2002)
• [文献書誌] Maeda T, Saito T, Oguchi Y, Nakazawa M, Takeuchi T, Asai T: "Expression and characterization of recombinant pyruvate kinase from Toxoplasma gondii tachyzoite"Parasitology Research. (in press). (2002)