歯周病病原菌由来ペプチド分解酵素に関する構造機能相関研究

2014 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 25462872
• 研究機関: 岩手医科大学
• 研究代表者: 阪本 泰光 岩手医科大学, 薬学部, 助教 (00349036)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: S46 / DPP / Antibiotics / Perio

研究実績の概要

今年度は、歯周病菌由来S46ファミリーDPP11の結晶化スクリーニングを実施し、構造解析に十分な分解能を持つ結晶の作製に成功した。14年度末までに60セットの回折強度データを高エネルギー加速器研究機構とSPring-8にて収集し、昨年構造解析に成功した同じファミリーに属するDAP BIIの立体構造をモデル構造とした分子置換法を試みたが、成功しなかった。そのため、セレノメチオニン化DPP11の結晶から得られたデータを利用した多波長異常分散法による位相決定と精密化を進めている。また、最も高分解能のデータはJAXAとの共同研究で得られた微小重力下で結晶化したDPP11の結晶から得られており、MADで位相決定した構造と共に精密化を進めている。歯周病菌由来DPP11及びDPP7と同じS46ファミリーに関するDAP BIIの複合体についても構造解析に成功し、その成果を論文として発表した。DAP BIIと歯周病菌DPP7の基質特異性は類似しているため、DPP7の基質認識機構の解明に役立つと考えられる。また、S46ファミリーの酵素は歯周病菌だけでなく多剤耐性菌であるStenotrophomonas maltophiliaにも存在し、そのペプチド代謝系に重要であることから歯周病菌だけでなくグラム陰性糖非発酵性病原菌に対する阻害剤の創出に貢献できる。

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

歯周病菌や多剤耐性菌の生育に重要なS46ファミリーの酵素であるDAP BIIの立体構造を世界で始めて明らかにした。今年度は、同じS46ファミリーに属する歯周病菌DPP11の結晶化及び構造解析に成功しつつあり、立体構造に基づく阻害剤の探索が可能となりつつある。

今後の研究の推進方策

歯周病菌DPP11の構造解析を実施し、本研究で明らかにしたDAP BIIの構造を基にしたDPP7の予測構造及びDPP11の立体構造を用いたインシリコスクリーニングとヒットした化合物による化合物アッセイを実施する。

次年度使用額が生じた理由

インシリコスクリーニングの準備が遅れているためと研究協力者の出張旅費の回数が予定よりも少なかったため。

次年度使用額の使用計画

次年度は、病原菌由来S46ファミリーの酵素の構造解析と、構造解析に成功した酵素の立体構造を用いたインシリコスクリーニングとそのヒット化合物による化合物アッセイを実施する予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Crystallization and preliminary X-ray crystallographic studies of dipeptidyl peptidase 11 from Porphyromonas gingivalis. (2015)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto Y, Suzuki Y, Iizuka I, Tateoka C, Roppongi S, Fujimoto M, Gouda H, Nonaka T, Ogasawara W, Tanaka N.
  • 雑誌名: Acta Crystallogr F Struct Biol Commun. 巻: 71 ページ: 206-210
  • DOI: 10.1107/S2053230X15000424
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] S46 peptidases are the first exopeptidases to be members of clan PA. (2014)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto Y, Suzuki Y, Iizuka I, Tateoka C, Roppongi S, Fujimoto M, Inaka K, Tanaka H, Masaki M, Ohta K, Okada H, Nonaka T, Morikawa Y, Nakamura KT, Ogasawara W, Tanaka N.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 4 ページ: 4977
  • DOI: 10.1038/srep04977
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Pseudoxanthomonas mexicana WO24由来ジペプチジルアミノペプチダーゼの構造解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 阪本泰光、鈴木義之、飯塚一平、館岡千佳、六本木沙織、藤本真友、伊中浩治、田中広明、太田和敬、岡田宏文、野中孝昌、森川康、中村和郎、小笠原渉、田中信忠
  • 学会等名: 第135回日本薬学会年会
  • 発表場所: デザインクリエイティブセンター神戸（神戸）
  • 年月日: 2015-03-28 – 2015-03-28
• [学会発表] Clan PA に属するExopeptidase family S46 の構造機能相関の解明 (2015)
  • 著者名/発表者名: 鈴木義之、阪本泰光、田中信忠、小笠原渉
  • 学会等名: 日本農芸化学会2015年度年会
  • 発表場所: 岡山大学 津島キャンパス（岡山）
  • 年月日: 2015-03-27 – 2015-03-27
• [学会発表] Pseudoxanthomonas mexicana WO24 由来DAP BII の構造機能相関 (2015)
  • 著者名/発表者名: 阪本泰光、鈴木義之、飯塚一平、館岡千佳、六本木沙織、藤本真友、伊中浩治、田中広明、太田和敬、岡田宏文、野中孝昌、森川康、中村和郎、小笠原渉、田中信忠
  • 学会等名: 第3回物構研サイエンスフェスタ
  • 発表場所: エポカルつくば（つくば）
  • 年月日: 2015-03-17 – 2015-03-17
• [学会発表] Structural basis of exopeptidase activity of a dipeptidyl aminopeptidase BII, a member of the family S46 peptidases. (2014)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto Y, Suzuki Y, Iizuka I, Tateoka C, Roppongi S, Fujimoto M, Inaka K, Tanaka H, Masaki M, Ohta K, Okada H, Nonaka T, Morikawa Y, Nakamura KT, Ogasawara W, Tanaka N.
  • 学会等名: 15th International Conference on the Crystallization of Biological Macromolecules.
  • 発表場所: ハンブルグ（ドイツ）
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-17
• [学会発表] Crystal Structure analyses of dipeptidyl aminopeptidase BII from P. mexicana WO24. (2014)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto Y, Suzuki Y, Iizuka I, Tateoka C, Roppongi S, Fujimoto M, Inaka K, Tanaka H, Masaki M, Ohta K, Okada H, Nonaka T, Morikawa Y, Nakamura KT, Ogasawara W, Tanaka N.
  • 学会等名: The 23rd Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography.
  • 発表場所: モントリオール（カナダ）
  • 年月日: 2014-08-11 – 2014-08-11
• [学会発表] Crystal structure analysis of dipeptidyl amino peptidase from P. mexicana WO24. (2014)
  • 著者名/発表者名: Roppongi S, Tateoka C, Suzuki Y, Fujimoto M, Morisawa S, Iizuka I, Ogasawara W, Tanaka N, Sakamoto Y, Nonaka T.
  • 学会等名: The 23rd Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography.
  • 発表場所: モントリオール（カナダ）
  • 年月日: 2014-08-09 – 2014-08-09
• [学会発表] Crystal Structures of Dipeptidyl aminopeptidases from Pseudoxanthomonas mexicana WO24. (2014)
  • 著者名/発表者名: Roppongi S, Suzuki Y, Iizuka I, Tateoka C, Fujimoto M, Inaka K, Tanaka H, Masaki M, Ohta K, Okada H, Morikawa Y, Nakamura KT, Ogasawara W, Tanaka N, Sakamoto Y, Nonaka T.
  • 学会等名: New York Structural Biology Discussion Group Summer Meeting.
  • 発表場所: ニューヨーク（米国）
  • 年月日: 2014-08-05 – 2014-08-05
• [学会発表] Crystal structure studies of dipeptidyl aminopeptidase BII from Pseudoxanthomonas mexicana WO24. (2014)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto Y, Suzuki Y, Iizuka I, Tateoka C, Roppongi S, Fujimoto M, Inaka K, Tanaka H, Masaki M, Ohta K, Okada H, Nonaka T, Morikawa Y, Nakamura KT, Ogasawara W, Tanaka N.
  • 学会等名: The 28th Symposium of the Protein Society
  • 発表場所: サンディエゴ（米国）
  • 年月日: 2014-07-27 – 2014-07-27
• [学会発表] 微小重力環境を利用したジペプチジルアミノペプチダーゼ結晶化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 阪本泰光
  • 学会等名: 第14回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: ワークピア横浜（横浜）
  • 年月日: 2014-06-26 – 2014-06-26
  • 招待講演
• [学会発表] Pseudoxanthomonas mexicana WO24 由来 dipeptidyl aminopeptidase 複合体の結晶構造 (2014)
  • 著者名/発表者名: 六本木沙織、館岡千佳、森澤さおり、飯塚一平、藤本真友、鈴木義之、小笠原渉、田中信忠、阪本泰光、野中孝昌
  • 学会等名: 第14回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 横浜産貿易ホール（横浜）
  • 年月日: 2014-06-25 – 2014-06-25
• [備考] JAXA プレスリリース DAP BII
  • URL: http://www.jaxa.jp/press/2014/05/20140516_dapbii_j.html
• [備考] 岩手医科大学 プレスリリース DAP BII
  • URL: http://www.iwate-med.ac.jp/news/n5-research/14051601-kikaku/
• [備考] 高エネルギー加速器研究機構 阪本泰光助教（岩手医科大）のPF実験が紹介
  • URL: http://www2.kek.jp/imss/news/2014/news.html
• [備考] ISS・きぼうマンスリーニュース第14号 JAXA PCG実験で成果
  • URL: http://iss.jaxa.jp/monthly/1405.php
• [備考] 科学技術振興機構 サイエンスチャンネル 薬が効かない！ 多剤耐性菌のナゾに迫る
  • URL: http://sciencechannel.jst.go.jp/M140001/detail/M140001006.html