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2013 年度 実績報告書

脂肪酸結合タンパク質のあいまいな分子認識の構造基盤

研究課題

研究課題/領域番号 24681045
研究機関大阪大学

研究代表者

松岡 茂  大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 特任准教授(常勤) (60456184)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワードタンパク質 / 分子認識 / 脂肪酸 / 固体NMR
研究概要

本研究ではヒト心筋脂肪酸結合タンパク質(FABP3)の脂肪酸認識機構の構造基盤解明を目的とする。平成25年度は、1.脂肪酸類縁体とFABP3の結合親和性の調査、2.表面プラズモン共鳴法を用いたFABP3-脂肪酸相互作用解析法の開発、3.水溶性脂肪酸類縁体とFABP3の結合様式の解明、4.スピンクラスター標識脂肪酸の合成とコンフォメーション解析を行った。
1.では、昨年度開発したリポソーム結合脂肪酸を用いた等温滴定熱量測定法(ITC)による脂肪酸類縁体とFABP3の結合親和性を測定した。本年度は、昨年度に測定した直鎖脂肪酸に加えて、分枝脂肪酸やレチノイン酸など、より構造変化に富んだ脂肪酸群を評価した。その結果、FABPはレチノイン酸など剛直なリガンドと結合しないこと、分枝位置によっては立体選択的な結合親和性を示すことが明らかとなった。2.では、ITCで成功したリポソーム結合による疎水性化合物の可溶化法の、SPRへの適用を試みた。3.においては、杉山成特任准教授(大阪大学)の協力を仰ぎ、昨年度見出した水溶性脂肪酸のFABP3結合構造を共結晶解析により解明した。4.では昨年度開発した合成スキームに従って、Sebastien Lethu特任研究員(当研究室)を中心に2H-13C-13C-2Hクラスター標識ステアリン酸の網羅的合成を行った。また、オーダーパラメーター取得によるコンフォメーション解析法の検討を配向脂質二重膜を用いて行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

昨年度発見した実験条件を元に、特に相互作用解析で当初の予定以上の成果が挙げられた。一方、構造情報取得のための方法論開発は、解析方法の開発に予定よりも時間がかかっている。研究計画全体としてはおおむね順調に進展している。

今後の研究の推進方策

最終年度では、親和性解析研究と構造研究の結果を合わせて、FABP3の脂肪酸認識の機構を解明する。リポソーム結合法を用いたITCにより網羅的に脂肪酸構造と結合親和性の相関を明らかにする。また、X線結晶解析(杉山成特任准教授、大阪大学)、分子動力学計算(松岳大輔特任研究員、当研究室)、固体NMRから多面的に脂肪酸の結合構造を解析し、FABP3の真のリガンドを明らかにし、その生物学的な意義を考察する。

次年度の研究費の使用計画

初年度に導入した質量分析装置には、当研究組織で保有する既存のHPLCが接続できたため、新しいHPLCを購入せずに利用してきた。これは、本装置の故障など高額の修理費が必要となる可能性に備えた処置であった。
装置が安定稼働し、故障の可能性も少なくなってきた。また、最終年度となり分析試料が増えたため、HPLCのマシンタイムが不足してきた。これを解消するため、HPLC装置一式を購入する。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (11件) 図書 (1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Interaction Kinetics of Liposome-Incorporated Unsaturated Fatty Acids with Fatty Acid-Binding Protein 3 by Surface Plasmon Resonance2014

    • 著者名/発表者名
      Maria Carmen Tan, Shigeru Matsuoka, Hikaru Ano, Hanako Ishida, Mika Hirose, Fuminori Sato, Shigeru Sugiyama, Michio Murata
    • 雑誌名

      Bioorg. Med. Chem.

      巻: 22 ページ: 1804-1808

    • DOI

      10.1016/j.bmc.2014.02.001

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Highly efficient preparation of selectively isotope cluster-labeled long chain fatty acids via two consecutive Csp3-Csp3 cross coupling reactions2014

    • 著者名/発表者名
      Sebastien Lethu, Shigeru Matsuoka, Michio Murata
    • 雑誌名

      Org. Lett.

      巻: 16 ページ: 844-847

    • DOI

      10.1021/ol4036159

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 生体分子集合体の局所構造と分子認識2014

    • 著者名/発表者名
      松岡 茂
    • 雑誌名

      生体機能関連化学部会ニュースレター

      巻: 28 ページ: 11-14

  • [雑誌論文] Structure of the human-heart fatty-acid-binding protein 3 in complex with the fluorescent probe 1-anilinonaphthalene-8-sulphonic acid2013

    • 著者名/発表者名
      3. Mika Hirose, Shigeru Sugiyama, Hanako Ishida, Mayumi Niiyama, Daisuke Matsuoka, Toshiaki Hara, Eiichi Mizohata, Satoshi Murakami, Tsuyoshi Inoue, Shigeru Matsuoka, Michio Murata
    • 雑誌名

      J. Synchrotron Rad.

      巻: 20 ページ: 923-928

    • DOI

      10.1107/S0909049513021298

    • 査読あり
  • [学会発表] 親水性脂肪酸類縁体と脂肪酸結合タンパク質の結合様式2014

    • 著者名/発表者名
      大塚康平、松岡茂、廣瀬未果、佐藤文憲、溝端栄一、杉山成、井上豪、村田道雄
    • 学会等名
      日本化学会第94年会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      20140327-20140330
  • [学会発表] Synthesis of diyne-labeled sphingomyelin and evaluation of its raft-like domain formation2014

    • 著者名/発表者名
      Jin Cui, Masanao Kinoshita, Shigeru Matsuoka, Fuminori Sato, Jun Ando, Hiroyuki Yamagoshi, Kosuke Dodo, Katsumasa Fujita, Mikiko Sodeoka, Michio Murata
    • 学会等名
      日本化学会第94年会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      20140327-20140330
  • [学会発表] Design and synthesis of labeled compounds for conformation analysis of fatty acids bound to proteins2013

    • 著者名/発表者名
      Sebastien Lethu, Shigeru Matsuoka, Michio Murata
    • 学会等名
      ICCEOCA-8, NICCEOCA-4
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      20131125-20131128
  • [学会発表] スピンエコーMAS法を用いた脂質二重膜の化学シフト異方性測定2013

    • 著者名/発表者名
      梅川雄一、松岡茂、山口敏幸、村田道雄
    • 学会等名
      第52回NMR討論会
    • 発表場所
      金沢
    • 年月日
      20131112-20131114
  • [学会発表] Toward an understanding of lipid-protein interactions, the use of the heavy atom labeled fatty acid and analogues2013

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Sugiyama, Mika Hirose, Hanako Ishida, Sebastien Lethu, Hikaru Ano, Daisuke Matsuoka, Toshiaki Hara, Eiichi Mizohata, Tsuyoshi Inoue, Shigeru Matsuoka, Michio Murata
    • 学会等名
      第51回日本生物物理学会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20131028-20131030
  • [学会発表] 脂肪酸結合タンパク質FABP3の基質認識機構と機能2013

    • 著者名/発表者名
      松岡茂、杉山成、松岳大輔、廣瀬未果、新山真由美、大塚康平、村田道雄、溝端栄一、井上豪
    • 学会等名
      第55回天然有機化合物討論会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20130918-20130920
  • [学会発表] The use of the fatty acid analogues for the understanding lipid-protein interactions2013

    • 著者名/発表者名
      Hanako Ishida, Shigeru Sugiyama, Mika Hirose, Fuminori Sato, Daisuke Matsuoka, Toshiaki Hara, Eiichi Mizohata, Tsuyoshi Inoue, Shigeru Matsuoka, Michio Murata
    • 学会等名
      The International Conference on Structural Genomics 2013
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      20130729-20130801
  • [学会発表] Structure of the human muscle fatty acid-binding protein complexed with competitive inhibitor2013

    • 著者名/発表者名
      Mika Hirose, Shigeru Sugiyama, Hanako Ishida, Daisuke Matsuoka, Toshiaki Hara, Eiichi Mizohata, Tsuyoshi Inoue, Shigeru Matsuoka, Michio Murata
    • 学会等名
      The International Conference on Structural Genomics 2013
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      20130729-20130801
  • [学会発表] 変異導入によるFABP3-脂肪酸相互作用形態の変化2013

    • 著者名/発表者名
      松岳大輔、松岡茂、廣瀬未果、新山真由美、佐藤文憲、溝端栄一、杉山成、井上豪、村田道雄
    • 学会等名
      第13回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      鳥取
    • 年月日
      20130612-20130614
  • [学会発表] Structure of the human muscle fatty acid-binding protein complexed with hydrophobic ligand2013

    • 著者名/発表者名
      Mika Hirose, Shigeru Sugiyama, Hanako Ishida, Daisuke Matsuoka, Toshiaki Hara, Eiichi Mizohata, Tsuyoshi Inoue, Shigeru Matsuoka, Michio Murata
    • 学会等名
      4th International Synposium on Diffraction Structural Biology
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      20130526-20130529
  • [学会発表] Solid-state NMR study on polyglutamine-thioflavinT complex2013

    • 著者名/発表者名
      Motoki Murai, Shigeru Matsuoka, Toshio Yamazaki, Masayuki Inoue
    • 学会等名
      54th Experimental Nclear Magnetic Resonance Conference
    • 発表場所
      Asilomer, CA, US
    • 年月日
      20130414-20130419
  • [図書] Advances in Biological Solid-State NMR: Proteins and Membrane-Active Peptides2014

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Matsuoka, Michio Murata
    • 総ページ数
      133-161
    • 出版者
      Royal Society of Chemistry
  • [産業財産権] 標的物質とリガンドの結合親和性を測定するための方法、ならびに該方法に使用するための試薬助剤およびキット2014

    • 発明者名
      松岡茂、村田道雄
    • 権利者名
      松岡茂、村田道雄
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2014-013710
    • 出願年月日
      2014-01-28
  • [産業財産権] 標的物質とリガンドの結合親和性を測定するための方法、ならびに該方法に使用するための試薬助剤およびキット2013

    • 発明者名
      松岡茂、村田道雄
    • 権利者名
      松岡茂、村田道雄
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2013-171684
    • 出願年月日
      2013-08-21

URL: 

公開日: 2015-05-28  

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