蛋白質の中性子構造解析を推進するための技術的基盤の確立

2008 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19370046
• 研究機関: 独立行政法人日本原子力研究開発機構
• 研究代表者: 黒木 良太 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究主席 (30391246)
• 研究分担者: 城所 俊一 長岡技術科学大学, 工学部, 準教授 (80195320) ; 玉田 太郎 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究副主幹 (50391248) ; 安達 基泰 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究職 (60293958) ; 大原 高志 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究職 (60391249) ; 岡崎 伸生 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究職 (60391900)
• キーワード: タンパク質 / 水和水 / 創薬標的タンパク質 / 結晶構造 / 中性子解析

研究概要

平成20年度は、下記の項目を実施した。
1)中性子利用のための基盤技術開発
ヒト免疫不全ウイルス由来のプロテアーゼ(HIV-PR)を試料として、バックグラウンド低減を目的とした完全重水素化試料を調製し、その試料を用いて中性子回折実験を行った。結晶体積が小さかったが、約3Å分解能の回折点を観測できた。タンパク質試料を逐次添加する結晶大型化技術開発では、大型化を自動化する装置を作製し、実際の結晶の大型化に用いた。生体水素水和水データベース(HHDB)による構造評価機能の高度化では、水分子の正確な位置の同定機能を付加した。
2)代表的な創薬標的タンパク質の結晶の大型化および中性子構造解析
ヒト免疫不全ウイルス由来のプロテアーゼ(HIV-PR)およびブタすい臓エラスターゼの阻害剤複合体の中性子回折データおよびX線回折データを同一結晶から収集し、立体構造解析を決定した。ヒト免疫不全ウイルス由来のプロテアーゼ(HIV-PR)全原子構造解析の結果をPNAS誌に発表(3/24)した。そしてブタすい臓エラスクーゼの阻害剤複合体の全原子構造解析の結果をJACS誌へ投稿中。

研究成果

• [雑誌論文] Structure of HIV-1 protease in complex with potent inhibitor KNI-272 determined by high-resolution X-ray and neutron crystallography (2009)
  • 著者名/発表者名: Adachi, M, et al.
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 106 ページ: 4641-4646
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low-barrier hydrogen bond in photoactive yellow protein (2009)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi, et al.
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 106 ページ: 440-444
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystallization and preliminary neutron diffraction studies of HIV-1 protease cocrystallized with inhibitor KNI-272 (2008)
  • 著者名/発表者名: Matsumura H., et al.
  • 雑誌名: Acta Crystallographica Section F : Structural Biology and Crystallization Communications 64 ページ: 1003-1006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mutagenesis of the crystal contact of acidic fibroblast growth factor (2008)
  • 著者名/発表者名: Honjo, et al.
  • 雑誌名: J Synchrotron Radiat 15 ページ: 285-287
  • 査読あり
• [学会発表] 中性子と放射光の相補的な利用による創薬標的タンパク質の立体構造解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 黒木良太
  • 学会等名: 日本薬学会第129回年回
  • 発表場所: 京都国際会議場
  • 年月日: 2009-03-27
• [学会発表] Neutron Crystallography for Investigation of Catalytic Mechanism of HIV-1 protease (2009)
  • 著者名/発表者名: 安達基泰 黒木良太, 他
  • 学会等名: ATI国際フォーラム
  • 発表場所: テクノ交流間リコッティ(茨城県東海村)
  • 年月日: 2009-03-10
• [学会発表] HIV-1プロテアーゼの中性子結晶構造解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 安達基泰
  • 学会等名: 日本中性子科学会年会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2008-12-02
• [学会発表] Structures of Drug-Target Proteins Determined by both X-ray and Neutron Diffraction (2008)
  • 著者名/発表者名: 黒木良太
  • 学会等名: IUCr-International Union of Crystall ography. IUCr Congress 08
  • 発表場所: Grand Cube Osaka (大阪市)
  • 年月日: 2008-08-25
• [学会発表] 医薬品作用の基本原理:分子のかたちと分子認識 (2008)
  • 著者名/発表者名: 黒木良太
  • 学会等名: 九州大学薬学部公開講座
  • 発表場所: 九州大学(福岡市)
  • 年月日: 2008-07-20
• [図書] 『たんぱく質結晶の新展開』第2編第6章抗体を用いた結晶化、第3編第2章中性子 (2008)
  • 著者名/発表者名: 黒木良太(分担執筆)
  • 総ページ数: 16
  • 出版者: (株)シーエムシー出版