自然免疫の鍵物質の構造と機能に関する化学的研究

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14380288
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 楠本 正一 大阪大学, 大学院・理学研究科, 教授 (30028253)
• キーワード: リポ多糖 / 内毒素 / リピドA / ペプチドグリカン / ムラミルペプチド / リセプター / 生物活性 / 自然免疫

研究概要

バクテリアに特有の細胞表層化学成分が、動物の免疫力を強化するという現象は古くから知られていた。本研究ではわれわれのグループが以前に合成的にそれぞれの活性本体であることを証明したペプチドグリカンの成分・ムラミルジペプチド(MDP)とリポ多糖の糖脂質部・リピドAについて、その活性発現の機構を精密な構造に基づいて理解するために行ったものである。初年度に引き続いて以下のような成果をあげた。
MDPの活性確認以来、われわれを含む多くの研究者によって求められてきたその受容体が、動物細胞内にミシガン大学の猪原らによって見だされた蛋白質NOD2であること、四糖、八糖を含むMDPよりも分子量の大きいペプチドグリカン部分構造もこのNOD2を介して活性を発現することが、合成化合物を用いて証明できた。さらに同じく細胞内に存在するNOD1がグラム陰性菌に特有のジアミノピメリン酸を含むペプチドに対する受容体であることも明らかにできた。一方、動物細胞表層の受容体TLR2が、疎水性に修飾したペプチドグリカン部分構造を認識することから、これまで不明であったペプチドグリカンそのものの活性発現機構解明の鍵が得られた。
リポ多糖や、その活性本体リピドAの受容体が動物細胞表層のTLR4であることはすでに明らかになっているが、その機能発現に関わる蛋白質MD2の役割を東京大学・三宅らと協力して明らかにした。またリポ多糖の内毒素作用を抑制するある種のリピドA誘導体のアンタゴニスト活性について、種々の関連化合物を合成して内毒素活性とアンタゴニスト活性を分ける構造要因を安定配座計算の手法と活性試験によって追求した。さらにその結果に基づいて配座を固定した誘導体の合成を進めた。

研究成果

• [文献書誌] N.Inohara: "Host recognition of bacterial muramyl dipeptide mediated through NOD2."J.Biol.Chem.. 278・8. 5509-5512 (2003)
• [文献書誌] M.Chamaillard: "An essential role for NOD1 in host recognition of bacterial peptidoglycan containing diaminopimelic acid."Nature Immunol.. 4・7. 702-707 (2003)
• [文献書誌] Z-M.Wang: "Human peptidoglycan recognition protein-L is an N-acetylmuramoyl-L-alanine amidase."J.Biol.Chem.. 278・49. 49044-49052 (2003)
• [文献書誌] K.Fukase: "Synthesis and biological activities of lipid A analogs possessing β-glycosidic linkage at 1-position."Bull.Chem.Soc.Jpn.. 76・3. 485-500 (2003)
• [文献書誌] T.Ogawa: "Endotoxic and immunobiological activities of a chemically synthesized lipid A of Helicobacter pylori strain 206-1."FEMS Immunol.Med.Microbiol.. 36. 1-7 (2003)
• [文献書誌] R.Haase: "A Dominant Role of Toll-Like Receptor 4 in the Signaling of Apoptosis in Bacteria-Faced Macrophages."J.Immunol.. 171・8. 4294-4303 (2003)
• [文献書誌] R.Tamai: "Cell activation by monosaccharide lipid A analogues utilizing Toll-like receptor 4."Immunol.. 110・1. 66-72 (2003)
• [文献書誌] H.Heine: "CD55/decay accelerating factor is part of the lipopolysaccharide-induced receptor complex."Eur.J.Immunol.. 33・5. 1399-1408 (2003)
• [文献書誌] S.Akashi: "Lipopolysaccharide interaction with cell surface Toll-like receptor 4-MD-2: Higher affinity than that with MD-2 or CD14."J.Exp.Med.. 198・7. 1035-1042 (2003)
• [文献書誌] S.Kusumoto: "Structural basis for endotoxic and antagonistic activities : investigation with novel synthetic lipid A analogs."J.Endotoxin Res.. 9・6. 361-366 (2003)