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2020 年度 実績報告書

蛋白質の弱い相互作用トリガーシステムの解明とその設計提案

研究課題

研究課題/領域番号 18H02082
研究機関東京大学

研究代表者

長門石 曉  東京大学, 医科学研究所, 特任准教授 (30550248)

研究分担者 黒田 大祐  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (60756732)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード蛋白質 / 低分子 / 物理化学
研究実績の概要

本研究では、高親和性に注目するのではなく、むしろ低親和性で蛋白質ー蛋白質間を起こし、この決して高くない結合親和性を有した相互作用によって重要な役割を果たしている分子に着目し、物理化学的パラメータを活用してその精密な相互作用の理解と制御を試みた。最終年度では、低親和性の相互作用モデルを増やして、各相互作用メカニズムのその生物学的意義について解明することとした。Fc受容体の1つであるFcγRIIIaとIgG型抗体間の相互作用解析では、μMレンジの解離定数であるにもかかわらず、結合界面ではない可変領域の違いや糖鎖修飾の違いによる分子認識の差異が速度論的に変化することを見出した(Biotechnol Prog. 2020, 36(6):e3016)。また熱ショックタンパク質HSP90とその薬剤フラグメント間の相互作用解析では、エンタルピー駆動型の結合がHSP90固有の結合ポケット内部で起きていることが示唆され、低親和性にもかかわらず、HSP90選択的なリガンド制御がなされていることを提案した(J Med Chem. 2021, 64(5):2669-2677)。さらには、ヒトアルブミンHSAと天然型環状ペプチド間の相互作用解析において、HASが低親和性であるにもかかわらず、選択的に標的ペプチドをキャプチャーし輸送している機構を、熱力学的なパラメータより解明した(J Med Chem. 2020, 63(22):14045-14053.)。さらには、以上のように、低親和性相互作用は、熱力学的パタメータと速度論パラメータを精密に解析することにより理解することできることが明らかになった。ここに生命システムの本質を理解する新しい観点があると考えられ、これより新規の生命分子制御剤のコンセプトを打ち出す指針になるであろう。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Thermodynamic Dissection of Potency and Selectivity of Cytosolic Hsp90 Inhibitors2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshimura Chihoko、Nagatoishi Satoru、Kuroda Daisuke、Kodama Yasuo、Uno Takao、Kitade Makoto、Chong-Takata Khoontee、Oshiumi Hiromi、Muraoka Hiromi、Yamashita Satoshi、Kawai Yuichi、Ohkubo Shuichi、Tsumoto Kouhei
    • 雑誌名

      Journal of Medicinal Chemistry

      巻: 64 ページ: 2669~2677

    • DOI

      10.1021/acs.jmedchem.0c01715

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural basis for selective inhibition of human serine hydroxymethyltransferase by secondary bile acid conjugate2021

    • 著者名/発表者名
      Ota Tomoki、Senoo Akinobu、Shirakawa Masumi、Nonaka Hiroshi、Saito Yutaro、Ito Sho、Ueno Go、Nagatoishi Satoru、Tsumoto Kouhei、Sando Shinsuke
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 24 ページ: 102036-102036

    • DOI

      10.1016/j.isci.2021.102036

  • [雑誌論文] Proteomic identification and validation of novel interactions of the putative tumor suppressor PRELP with membrane proteins including IGFI-R and p75NTR2021

    • 著者名/発表者名
      Kosuge Hirofumi、Nakakido Makoto、Nagatoishi Satoru、Fukuda Tetsuya、Bando Yasuhiko、Ohnuma Shin-ichi、Tsumoto Kouhei
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 296 ページ: 100278~100278

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2021.100278

  • [雑誌論文] Structural Basis for the Binding Mechanism of Human Serum Albumin Complexed with Cyclic Peptide Dalbavancin2020

    • 著者名/発表者名
      Ito Sho、Senoo Akinobu、Nagatoishi Satoru、Ohue Masahito、Yamamoto Masaki、Tsumoto Kouhei、Wakui Naoki
    • 雑誌名

      Journal of Medicinal Chemistry

      巻: 63 ページ: 14045~14053

    • DOI

      10.1021/acs.jmedchem.0c01578

  • [雑誌論文] Polymeric Nanocarriers with Controlled Chain Flexibility Boost mRNA Delivery In Vivo through Enhanced Structural Fastening2020

    • 著者名/発表者名
      Miyazaki Takuya、Uchida Satoshi、Nagatoishi Satoru、Koji Kyoko、Hong Taehun、Fukushima Shigeto、Tsumoto Kouhei、Ishihara Kazuhiko、Kataoka Kazunori、Cabral Horacio
    • 雑誌名

      Advanced Healthcare Materials

      巻: 9 ページ: 2000538~2000538

    • DOI

      10.1002/adhm.202000538

  • [雑誌論文] Highly sensitive HPLC analysis and biophysical characterization of N‐glycans of IgG‐Fc domain in comparison between CHO and 293 cells using FcγRIIIa ligand2020

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Kosuge Satoru Nagatoishi Masato Kiyoshi Akiko Ishii‐Watabe Toru Tanaka Yosuke Terao Seigo Oe Teruhiko Ide Kouhei Tsumoto
    • 雑誌名

      Biotechnology Progress

      巻: 36 ページ: e3016

    • DOI

      10.1002/btpr.3016

  • [学会発表] 物理化学的スクリーニングにおけるHDX-MSを用いた低分子-タンパク質間相互作用解析2020

    • 著者名/発表者名
      長門石曉
    • 学会等名
      第69回質量分析総合討論会2020
    • 招待講演
  • [学会発表] 熱力学および速度論を活用した低分子薬剤スクリーニング技術開発2020

    • 著者名/発表者名
      長門石曉
    • 学会等名
      甲南大学先端生命工学研究所 FIBER FUTURE COLLEGE 69
    • 招待講演
  • [学会発表] 物理化学から低分子リガンドを探索・創出する2020

    • 著者名/発表者名
      長門石曉
    • 学会等名
      第1回「生体適合化学の進歩」インタラクティブフォーラム(ABC-InFO)
    • 招待講演
  • [備考] 環状ペプチドのヒト血清アルブミンに対する結合様式を解明~環状ペプチド創薬の加速に期待~

    • URL

      https://www.t.u-tokyo.ac.jp/foe/press/setnws_202011131700347992632312.html

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公開日: 2021-12-27  

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