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2005 年度 実績報告書

寄生虫由来プロスタグランジンF合成酵素の阻害剤開発とその作用機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16017260
研究機関大阪大学

研究代表者

井上 豪  大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (20263204)

研究分担者 甲斐 泰  大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40029236)
松村 浩由  大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (30324809)
裏出 良博  (財)大阪バイオサイエンス研究所, 分子行動生物学部門, 研究部長 (10201360)
キーワードプロスタグランジンF合成酵素 / PGF_<2α> / X線構造解析 / 反応機構 / 阻害剤開発 / アフリカ睡眠病 / リーシュマニア症 / シャーガス病
研究概要

プロスタグランジン(PG)F_<2α>は、子宮平滑筋の収縮作用を有する生理活性物質の1つで、陣痛促進剤として広く臨床応用されている。寄生虫の増殖とPGF..の因果関係は未解明であるが、感染した家畜の血中でPGF_<2α>が大量に生合成され流産の原因となり、Nagana病と呼ばれている。本研究では、トリパノソーマ(Trypanosoma brucei、T.cruzi)、リーシュマニア(Leishmania major)などの病原性寄生原虫が持つヒトと薬剤感受性の異なるPGF合成酵素を分子生物学的に同定し、そのX線結晶解析により寄生原虫のPG生合成系を標的としたSBDDのための構造基盤を構築することを目的とした。
アフリカ睡眠病の病原虫Trypanosoma brucei由来PGF合成酵素(TbPGFS)について、cDNAのクローニング、酵素の同定および反応性についての生化学的実験を行い、酵素の大量精製、結晶化、2.1Å分解能でのX線構造解析に成功した。本酵素は、アルドケト還元酵素(AKR)のファミリーに属し、活性中心で保存されているCatalytic tetrad(Asp47,Tyr52,Lys77,His110で構成)のいずれも必須不可欠と思われたが、singleおよびdouble変異体の作製および活性測定を行った結果、Lys77とHis110のみが反応に関与する、新たなCatalytic dyadの反応機構を提唱した。続いて、リーシュマニア症の病原虫Leishmania major由来(LmPGFS)についても同様に1.9Å分解能でのX線構造解析を行った。β-バレルの上側のループ領域で大きく異なる構造を有する他は、アミノ酸配列の相同性が61%と高いのを反映して、活性部位付近の構造もほぼ同一であり、反応機構も同一と考えられた。
一方、活性中心にフラビンを有するシャーガス病の病原虫Trypanosoma cruzi由来の酵素(TzPGFS)についても分子置換法により構造解析に成功し、構造の精密化中である。
今後、TbPGFSやLmPGFSとは異なる、ラジカルの関与する反応機構も構造から議論する予定であるが、病原虫の繁殖におけるPGF_<2α>の役割を解明する目的でこれら3種の寄生虫由来の蛋白質の構造基盤をもとに阻害剤の開発を行う予定である。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2005 2004

すべて 雑誌論文 (18件)

  • [雑誌論文] Structural and mutational analysis of Trypanosoma Brucei Prostaglandin H2 reductase provides insight into the catalytic mechanism of aldo-ketoredutases2005

    • 著者名/発表者名
      Kilunga K.B et al.
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem. 280

      ページ: 26371-26382

  • [雑誌論文] ヒト造血器型プロスタグランジンD合成酵素の構造に基づく阻害剤の開発2005

    • 著者名/発表者名
      井上 豪 他
    • 雑誌名

      有機合成化学協会誌 第63巻第7号

  • [雑誌論文] Structural Reorganization of the copper binding Site involving Thr15 of Mavicyanin from Cucurbita pepo moduliosa(Zucchini) upon Reduction.2005

    • 著者名/発表者名
      Xie.Y et al.
    • 雑誌名

      J.Biochem. 137

      ページ: 455-461

  • [雑誌論文] Structural mechanism for coordination of proofreading and polymerase activities in archaeal DNA polymerases.2005

    • 著者名/発表者名
      T.Inoue et al.
    • 雑誌名

      J.Mol.Biol. 351

      ページ: 291-298

  • [雑誌論文] Structural Basis of Compound Recognition by Adenosine Deaminase.2005

    • 著者名/発表者名
      T.Knoshita et al.
    • 雑誌名

      Biochemistry 44

      ページ: 10562-10569

  • [雑誌論文] Crystal Structure of TBP-interacting protein(Tk-TIP26) and omplications for its inhibition mechanism of the interaction between TBP and TATA-DNA.2005

    • 著者名/発表者名
      T.Yamamoto et al.
    • 雑誌名

      Protein Science (In press)

  • [雑誌論文] Crystal Structure of Thioredoxin Peroxidase of an Aerobic Hyperthermophilic Archaeon, Aeropyrum pernix K1.2005

    • 著者名/発表者名
      T.Nakamura et al.
    • 雑誌名

      Protein (In press)

  • [雑誌論文] Crystal structure of intein homing endonuclease II encoded in DNA polymerase gene from Hyperthermophilic Archaeon Thermococcus kodakaraensis strain KOD1.2005

    • 著者名/発表者名
      H.Matsumura et al.
    • 雑誌名

      Protains : Structure Function and Bioinformatics (In press)

  • [雑誌論文] Crystallization and preliminary X-ray diffraction analysis of thioredoxin peroxidase from the aerobic hyperthermophilic archaeon Aeropyrum pernix K1.2005

    • 著者名/発表者名
      T.Nakamura et al.
    • 雑誌名

      Acta.Cryst. F61

      ページ: 323-325

  • [雑誌論文] Crystallzation and preliminary X-ray diffraction analysis of a chitin-binding domain of hyperthermophilic chitinase from Pyrococcus furiosus.2005

    • 著者名/発表者名
      T.Nakamura et al.
    • 雑誌名

      Acta.Cryst. F61

      ページ: 476-478

  • [雑誌論文] Temperature-Screening System for Determining Protein Crystallization Conditions2005

    • 著者名/発表者名
      H.Adachi et al.
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. 44

      ページ: A4080-A4083

  • [雑誌論文] Protein Crystal Growth using Laser-Processed Seed Crystals2005

    • 著者名/発表者名
      K.Takeuchi et al.
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. 44

      ページ: A3177-A3179

  • [雑誌論文] Protein Crystallization by Combining Laser Irradiation and Solution-Stirring Techniques.2005

    • 著者名/発表者名
      H.Adachi et al.
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. 44

      ページ: 1365-1366

  • [雑誌論文] Solution stirring initiates nucleartion and improves the quality of adenosine deaminase crystals2005

    • 著者名/発表者名
      H.Adachi et al.
    • 雑誌名

      Acta.Cryst. D61

      ページ: 759-762

  • [雑誌論文] Crystallization and preliminary X-ray analysis of methylthioribose-1-phosphate isomerase from Bacillus subtiles.2005

    • 著者名/発表者名
      H.Tamura et al.
    • 雑誌名

      Acta.Cryst. F61

      ページ: 595-598

  • [雑誌論文] Femtosecond Laser Processing of Protein crystals in Crystallization Drop.2005

    • 著者名/発表者名
      M.Kashii et al.
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. 44

      ページ: L873-L875

  • [雑誌論文] Precessing of Membrane Protein Crystal Using Ultlaviolet Laser Irradiation2005

    • 著者名/発表者名
      H.Kitano et al.
    • 雑誌名

      J.Biosci.Bioeng. 100

      ページ: 50-53

  • [雑誌論文] The first Determination of the Inhibitor Complex Structure of Human Hematopoietic Prostaglandin D Synthase2004

    • 著者名/発表者名
      T.Inoue et al.
    • 雑誌名

      J.Biochem. 135

      ページ: 279-283

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公開日: 2007-04-02   更新日: 2016-04-21  

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