核酸認識ＴＬＲ受容体の構造生物学的研究

2012 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23770106
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 大戸 梅治 東京大学, 薬学研究科(研究院), 助教 (90451856)
• キーワード: 自然免疫 / Ｘ線結晶構造解析

研究概要

本申請課題では，自然免疫系の受容体によるリガンド認識機構やシグナル伝達機構を主にＸ線結晶構造解析により明らかにすることを目的として，核酸認識TLRs (TLR7，TLR8，TLR9)と核酸の複合体（抗ウイルス薬，ワクチン）の構造解析を目指す。本年度は，核酸を認識する自然免疫系受容体のTLR7，TLR8，TLR9について，結晶化に適した発現系の構築を進めるとともに有望なコンストラクトについて結晶化を進めた。様々な種由来のTLR7, TLR8, TLR9の発現をチェックし、なかでもTLR8について高純度の精製試料を得ることに成功した。また、TLR7、TLR9についても有望そうなコンストラクトを得ることに成功した。ヒトTLR8について、リガンド非結合型および低分子リガンド結合型での構造解析に成功した。TLR8は、リガンド非結合型ですでに2量体を形成しており、リガンドに結合することでこの2量体が再構成されることで活性型の２量体になることが明らかになった。リガンドは2量体の界面に結合しており、2量体につき2分子が結合していた。リガンド認識の詳細が明らかになったことから、TLR8をターゲットにした薬剤の開発が加速することが期待される。TLR8に関して、引き続きRNA複合体の構造解析を目指して研究を進めている。TLR7、TLR9については、複数の条件で結晶が得られているので、今後結晶化条件を検討するなどして構造解析を目指す。

研究成果

• [雑誌論文] Human TLR4 polymorphism D299G/T399I alters TLR4/MD-2 conformation and response to a weak ligand monophosphoryl lipid A (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamakawa, N.*, Ohto, U.*, Akashi-Takamura, S., Takahashi, K., Saitoh, S., Tanimura, N., Suganami, T., Ogawa, Y., Shibata, T., Shimizu, T., & Miyake, K.
  • 雑誌名: Int. Immunol. 巻: 25 ページ: 45-52
  • DOI: doi: 10.1093/intimm/dxs084.
  • 査読あり
• [雑誌論文] TLR4-MD-2 complex is negatively regulated by an endogenous ligand, globotetraosylceramide. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kondo, Y., Ikeda, K., Tokuda, N., Nishitani, C., Ohto, U., Akashi-Takamura, S., Ito, Y., Uchikawa, M., Kuroki, Y., Taguchi, R., Miyake, K., Zhang, Q., Furukawa, K., and Furukawa, K.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 巻: 110 ページ: 4714-4719
  • DOI: doi: 10.1073/pnas.1218508110.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural reorganization of the dimer of Toll like receptor 8 induced by agonistic ligands. (2013)
  • 著者名/発表者名: Tanji, H., Ohto, U., Shibata, T., Miyake, K., and Shimizu, T.
  • 雑誌名: Science 巻: 339 ページ: 1426-1469
  • DOI: doi: 10.1126/science.1229159.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural analyses of human TLR4 polymorphism D299G and T399I. (2012)
  • 著者名/発表者名: Ohto, U., Yamakawa, N., Akashi-Takamura, S., Miyake, K., & Shimizu, T.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 287 ページ: 40611-40617
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural basis of species-specific endotoxin sensing by TLR4/MD-2. (2012)
  • 著者名/発表者名: Ohto, U., Fukase, K., Miyake, K., & Shimizu, T.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 巻: 109 ページ: 7421-7426
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coagulation factor X activates innate immunity to human species C adenovirus (2012)
  • 著者名/発表者名: Doronin, K., Flatt, J. W., Di Paolo, N. C., Khare, R., Kalyuzhniy, O., Acchione, M., Sumida, J. P., Ohto, U., Shimizu, T. et al.
  • 雑誌名: Science 巻: 338 ページ: 795-798
  • DOI: doi: 10.1126/science.1226625.
  • 査読あり
• [学会発表] 病原体由来RNAを認識する自然免疫系TLR8の結晶構造 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大戸梅治,丹治裕美,柴田琢磨,三宅健介,清水敏之
  • 学会等名: 日本薬学会第133年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20130328-30
• [学会発表] 4本鎖lipid Aによる種特異的TLR4/MD-2活性化機構の構造基盤 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大戸 梅治, 深瀬浩一，三宅健介，清水敏之
  • 学会等名: 第85回日本生化学会大会
  • 発表場所: 博多
  • 年月日: 20121214-20121216
• [学会発表] Structural basis of species-specific endotoxin sensing by TLR4/MD-2 (2012)
  • 著者名/発表者名: Umeharu Ohto
  • 学会等名: Program for Young Researcher Symposium in Europe
  • 発表場所: Cambridge, UK
  • 年月日: 2012-06-07