生理活性物質と標的蛋白質の微視的相互作用解明のための化学構造生物学

2005 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17GS0221
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 長田 裕之 独立行政法人理化学研究所, 長田抗生物質研究室, 主任研究員 (80160836)
• 研究分担者: 吉田 稔 独立行政法人理化学研究所, 吉田化学遺伝学研究室, 主任研究員 (80191617) ; 城 宜嗣 独立行政法人理化学研究所, 城生体金属科学研究室, 主任研究員 (70183051) ; 掛谷 秀昭 独立行政法人理化学研究所, 長田抗生物質研究室, 副主任研究員 (00270596) ; 臼井 健郎 独立行政法人理化学研究所, 長田抗生物質研究室, 先任研究員 (60281648) ; 林 雄二郎 東京理科大学, 工学部, 助教授 (00198863)
• キーワード: 受容体 / リガンド / 化合物アレイ / ライブラリー / 蛋白質 / 低分子化合物 / 結晶構造解析 / 標的分子

研究概要

生命活動の化学的理解を究極の目的として、本年度は下記の3体制で、蛋白質と低分子化合物の相互作用研究を行った。
1.受容体・リガンドの効率的検出:
化合物アレイの最適化を目指して、化合物を基板に固定化するリンカー部分の鎖長、親水性、およびリンカーと基板をつなぐ結合様式を検討した。種々の蛋白質との結合実験の結果、ポリエーテル5ユニットからなるリンカーが最適であることを明らかにした。一方、分裂酵母の全ORFの検出用タグ(FLAG-His_6)のついた融合蛋白質をそれぞれ発現させ、蛋白質ライブラリーとして低分子との結合実験に提供できるように、精製を行った。
2.蛋白質と低分子化合物の微視的相互作用解析:
X線結晶構造解析法による蛋白質と低分子化合物の微視的相互作用解析のために、いくつかの蛋白質について結晶化の可能性を検討した。まず、蛋白質脱リン酸化酵素VHRならびにVHRとその活性阻害化合物であるRK-682との共結晶化を行い、基準となるVHRの結晶(150xlOOx50μm)を得た。現在、VHRとRK-682の共結晶化条件を検討中である。
3.蛋白質・リガンド相互作用の実証:
ホヤから単離されたマクロライド系抗腫瘍物質iejimalide類(IEJLs)の細胞内標的分子を探索した。その結果、V-ATPaseが標的分子であることを見出した。さらに結合に関与するアミノ酸残基の一つとしてV_0複合体を形成しているcサブユニットのThr32を同定した。Thr32をIleに変異したcサブユニットをもった酵母は細胞レベル、酵素レベルともにIEJLsに対し耐性を示した。さらに、興味深い生理活性を示す低分子(lucilactaene、EI-1941-1など)の標的蛋白質を解析するためのプローブを作成することを目的として、化合物の全合成を達成した。

研究成果

• [雑誌論文] Concise enantio- and diastereoselective total syntheses o fumagillol, RK-805, FR65814, Ovalicin, and 5-demethylovalicin. (2006)
  • 著者名/発表者名: J.Yamaguchi et al.
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 45 ページ: 789-793
• [雑誌論文] Roles of the heme distal residues of FixL in O_2 sensing : A single convergent structure of the heme moiety is relevant to the down-regulation of kinase activity. (2006)
  • 著者名/発表者名: A.Tanaka et al.
  • 雑誌名: Biochemistry 45 ページ: 2515-2523
• [雑誌論文] Crystal structure of human indoleamine 2,3-dioxygenase : insight into the catalytic mechanism of O_2 incorporation by a heme-containg dioxygenase. (2006)
  • 著者名/発表者名: H.Sugimoto et al.
  • 雑誌名: Proc. Natl.Acad. Sci. USA 103 ページ: 2611-2616
• [雑誌論文] Reveromycin A inhibits osteolytic bone metastasis of small-cell lung cancer cells, SBC-5, through an anti-osteoclastic activity. (2005)
  • 著者名/発表者名: H.Muguruma et al.
  • 雑誌名: Clin. Cancer Res. 11 ページ: 8822-8828
• [雑誌論文] p38 mitogen-activated protein kinase plays a key role in regulating MAPKAPK2 expression. (2005)
  • 著者名/発表者名: T.Sudo et al.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 337 ページ: 415-421
• [雑誌論文] Mutational analysis of growth arrest and cellular localization of human immunodeficiency virus type 1 Vpr in the dudding yeast, Saccharomyces cerevisiae. (2005)
  • 著者名/発表者名: J.Nakazawa et al.
  • 雑誌名: J. Gen. Appl. Microbiol. 51 ページ: 245-256
• [雑誌論文] ZHD-0501, a novel naturally occurring staurosporine analog from Actinomadurasp. 007. (2005)
  • 著者名/発表者名: XX.Han et al.
  • 雑誌名: Tetrahedron Lett. 46 ページ: 6137-6140
• [雑誌論文] RECK-mediated suppression of tumor cell invasion is regulated by glycosylation in human tumor cell lines. (2005)
  • 著者名/発表者名: S.Simizu et al.
  • 雑誌名: Cancer Res. 65 ページ: 7455-7461
• [雑誌論文] Cyclin-dependent kinase (CDK) phosphorylation destabilizes somatic Weel via multiple pathways. (2005)
  • 著者名/発表者名: N.Watanabe et al.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102 ページ: 11663-11668
• [雑誌論文] Determination by asymmetric total synthesis of the absolute configuration of Lucilactaene, a cell-cycle inhibitor in p53-transfected cancer cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: J.Yamaguchi et al.
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 44 ページ: 3110-3115
• [雑誌論文] Photo-cross-linked small molecule affinity matrix for facilitating forward and reverse chemical genetics. (2005)
  • 著者名/発表者名: N.Kanoh et al.
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 44 ページ: 3559-3562
• [雑誌論文] Phoslactomycin targets cysteine-269 of the protein phosphatase 2A catalytic subunit in cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: T.Teruya et al.
  • 雑誌名: FEBS Lett. 579 ページ: 2463-2468
• [雑誌論文] Epoxytwinol A, a novel unique angiogenesis inhibitor with C_2 symmetru, produced by a fungus. (2005)
  • 著者名/発表者名: H.Kakeya et al.
  • 雑誌名: Chem. Commun. 2005 ページ: 2575-2577
• [雑誌論文] Structural characterization of the proximal and distal histidine environment of cytoglobin and neuroglobin. (2005)
  • 著者名/発表者名: H.Sawai et al.
  • 雑誌名: Biochemistry 44 ページ: 13257-13265
• [雑誌論文] Solution structure of the c-terminal transcriptinal activator domain of FixJ from sinorhizobium meliloti and its recognition of the fixK promoter. (2005)
  • 著者名/発表者名: K.Kurashima-Ito et al.
  • 雑誌名: Biochemistry 44 ページ: 14835-14844
• [雑誌論文] Design of λ Cro fold : Solution structure of a monomeric variant of the De Novo protein. (2005)
  • 著者名/発表者名: Y.Isogai et al.
  • 雑誌名: J. Mol. Biol. 354 ページ: 801-814
• [雑誌論文] Purification, crystallization and preliminary X-ray crystallographic study of the L-fucculose-1-phosphate aldolase (FucA9 from Thermus thermophilus HB8. (2005)
  • 著者名/発表者名: J.Jeyakanthan et al.
  • 雑誌名: Acta Cryst. F61 ページ: 1075-1077
• [雑誌論文] The total synthesis of epoxyquinols A, B, C and epoxytwinol A and tye reactivity of a 2H-pyran derivative as the diene component in the Diels-alder reaction. (2005)
  • 著者名/発表者名: M.Shoji et al.
  • 雑誌名: J. Org. Chem. 70 ページ: 79-91
• [雑誌論文] Synthesis of α- and/or γ-benzoyloxy-α,β-enones from α-halo-α,β-enones. (2005)
  • 著者名/発表者名: Y.Hayashi et al.
  • 雑誌名: Tetrahedron Lett. 46 ページ: 681-685
• [雑誌論文] Epolactaene binds human Hsp60 Cys^<442> resulting in the inhibition of chaperone activity. (2005)
  • 著者名/発表者名: Y.Nagumo et al.
  • 雑誌名: Biochem. J. 387 ページ: 835-840
• [雑誌論文] Diphenylprolinol silyl ethers as efficient organocatalysts for the asymmetric Michael reaction of aldehydes and nitroalkenes. (2005)
  • 著者名/発表者名: Y.Hayashi et al.
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 44 ページ: 4212-4215
• [雑誌論文] First asymmetric total synthesis of synerazol, an antifungal antibiotic, and determination of its absolute stereochemistry. (2005)
  • 著者名/発表者名: Y.Hayashi et al.
  • 雑誌名: J. Org. Chem. 70 ページ: 5643-5654
• [雑誌論文] Cysteine-derived organocatalyst in a highly enantioselective intramolecular Michael reaction. (2005)
  • 著者名/発表者名: Y.Hayashi et al.
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 127 ページ: 16028-16029
• [雑誌論文] The stereoselective synthesis of α-substituted β-amino secondary alcohols based on the proline-mediated, asymmetric, three-component Mannich reaction and its application to the formal total synthesis of nikkomycins B and Bx. (2005)
  • 著者名/発表者名: Y.Hayashi et al.
  • 雑誌名: Tetrahedron 61 ページ: 11393-11404
• [雑誌論文] The direct, enantioselective, one-pot, three-component, cross-Mannich reaction of aldehydes : The reason for the higher reactivity of aldimine versus aldehyde in proline-mediated Mannich and aldol reactions. (2005)
  • 著者名/発表者名: Y.Hayashi et al.
  • 雑誌名: Adv. Synth. Catal. 347 ページ: 1595-1604
• [雑誌論文] Enantio- and diastereo-selective total synthesis of EI-1941-1,-2 and -3, inhibitors of interleukin-lalpha converting enzyme and biological properties of their derivatives. (2005)
  • 著者名/発表者名: M.Shoji et al.
  • 雑誌名: J. Org. Chem. 70 ページ: 9905-9915
• [雑誌論文] RKTS-33, an epoxycyclohexenone dervative that specifically inhibits Fas liganddependent apoptosis in CTL-mediated cytotoxicity. (2005)
  • 著者名/発表者名: T.Mitsui et al.
  • 雑誌名: Biosic. Biotechnol. Biochem. 69 ページ: 1923-1928
• [雑誌論文] ケミカルゲノミクスの誕生 化学が拓く生物学の世界 (2005)
  • 著者名/発表者名: 吉田 稔
  • 雑誌名: 蛋白質核酸酵素 50 ページ: 1031-1036
• [図書] ケミカルバイオロジー・ケミカルゲノミクス (2005)
  • 著者名/発表者名: 吉田 稔
  • 総ページ数: 17
  • 出版者: シュプリンガー・フェアラーク東京