研究課題
がん細胞の成長や代謝制御を担う主要なシグナル分子であるmTORC1に注目して、その活性をコントロールすることにより細胞老化やがん発症を制御する全く新しい薬剤の開発を目的とした研究を行った。具体的には、mTORC1の活性制御因子であるRagulatorとRagA GTPaseの分子構造をもとに、既存のmTORC1阻害剤とは作用機作の異なるmTORC1阻害剤の開発に向けた研究を行った。１）mTORC1の活性制御機構の分子基盤の解明：本年度は、RagulatorとRagA/CのRoadblock domain（RD）との７者複合体の結晶構造解析に成功した（Nat. Commun）。現在、その成果をさらに発展させて、GTP結合ドメイン（GTP-BD）を含む完全長のRagA/Cとの複合体の解析を試みている。また、その複合体とmTORC１との相互作用のクライオ電子顕微鏡解析の準備を進めている。２）mTORC1の活性制御に関わる新たな因子の同定：栄養素（主にアミノ酸）に依存したmTORC1活性化には様々な因子が関わることが報告されているが、その実体は未解明のままである。そこで、上記の構造解析に用いた精製タンパク質、およびタグを付加して細胞に発現させたRauglatorに結合する分子を質量分析計にて解析した。その結果、既知の制御分子に加えて新たな候補分子を同定した。３）mTORC1の活性抑制剤のスクリーニング：上記の複合体の構造解析から得られるRagulatorとRagA/Cの相互作用の分子情報に基づいて、まず、相互作用を簡便に検出できるin vitroスクリーニング系を構築するために、p18およびRagAにCFPおよびYFPの誘導体を融合させたFRETプローブを作製した。また、mTORC1の活性を直接検出するFRETおよびBRETプローブを導入し、mTORC1の活性抑制剤のスクリーニング系の作製を進めている。
2: おおむね順調に進展している
これまでに、RagulatorとRagA/CのRoadblock domain（RD）との７者複合体の結晶構造解析に成功し、RagulatorとRagA/Cの相互作用の分子情報を得ることが出来た。現在、全長RagA/Cを含む複合体の全容構造の解明をめざして結晶化条件の検討を進めている段階にある。また、Rauglatorに結合する新たな分子のさらなる探索を現在も進めている。これらの情報をもとに、RagulatorとRagA/Cの相互作用、およびmTORC1活性を阻害する薬剤スクリーニング系の構築をFRETおよびBRETプローブの開発を通して進めている。
全長RagA/Cを含む複合体の結晶化がきわめて困難な状況にあるため、活性状態を固定した種々の変異体を用いた新たな試みを行う予定である。Rauglatorに結合する新たな分子については、特にRagulatorの機能欠損細胞で見られるリソソームの形成や輸送不全という現象に関連する分子に的を絞ってさらに解析する予定である。薬剤スクリーニング系が構築できたら、まずは相互作用に重要なペプチドに焦点をあてたスクリーニングを速やかに開始する予定である。
若干の残額があったが、２年間連続して行う研究のため、次年度分と合わせて使用する予定である。
すべて 2018 2017
すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 2件)
J Cell Sci.
巻: 131 ページ: 208017
10.1242/jcs.208017
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