薬剤分子標的シアン耐性酸化酵素のケミカルバイオロジー

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26253025
• 研究機関: 長崎大学
• 研究代表者: 北 潔 長崎大学, 熱帯医学・グローバルヘルス研究科, 教授 (90134444)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: シアン耐酸化酵素 / トリパノソーマ / アスコフラノン / 生合成

研究実績の概要

我々は寄生虫のエネルギー代謝に焦点を絞り、寄生適応の分子機構の解明を目的として研究を進めている。その結果、寄生虫では多様な酵素系が機能し、生活環における環境の変化に巧妙に適応している事が判って来た。中でもエネルギー代謝系酵素群が極めて特殊な性質を持ち、宿主中での寄生適応に重要な役割を果している事が明らかになりつつある。そこでこれら酵素のうち、宿主の血流中に生息するアフリカトリパノソーマの増殖に必要不可欠であり、しかも解析が非常に遅れているシアン耐性酸化酵素（Trypanosome alternative oxidase:TAO）と特異的阻害剤アスコフラノンに着目し、化学の領域から生命現象を捉え、その応用を視野に入れたケミカルバイオロジーの観点により酵素の特徴、阻害剤との相互作用、生理的意義を明らかにする事を目的に本研究を進めてきた。平成28年度の研究実績は以下の通りである。
１）TAOの分子構築と結晶解析
アスコフラノン誘導体とTAOの共結晶解析及び共同研究を行なって来た連携研究者の鳥取大学の斎本博之教授の合成した誘導体群を用いた構造活性相関の結果から、疎水性のユビキノンの結合部位にアスコフラノンが結合している事を見出したが、さらにユビキノン関連酵素群の阻害活性を調べたところ、エキノコックス（多胞虫）ミトコンドリアの複合体II（コハク酸脱水素酵素複合体）をnMオーダーで阻害するアスコフラノン誘導体を見出した。
２）アスコフラノン生合成経路の解明
我々が所有するAF産生菌である田村株はAscochyta viciaeと分類されていた。その系統学的位置や近縁菌株の有無が不明であったが、実はAcremonium sclerotigenumである事を明らかにした。前年度でクラスターを形成している事を明らかにした全遺伝子の配列を決定し、生合成における各遺伝子の役割を明確にする事ができた。

現在までの達成度 (段落)

28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

28年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Design and synthesis of potent substrate-based inhibitors of the Trypanosoma cruzi dihydroorotate dehydrogenase. (2017)
  • 著者名/発表者名: Daniel Ken Inaoka, Maiko Iida, Satoshi Hashimoto, Toshiyuki Tabuchi, Takefumi Kuranaga, Emmanuel Oluwadare Balogun, Teruki Honma, Akiko Tanaka, Shigeharu Harada, Takeshi Nara, Kiyoshi Kita, Masayuki Inoue.
  • 雑誌名: Bioorganic & Medicinal Chemistry 巻: 25(4) ページ: 1465-1470
  • DOI: doi: 10.1016/j.bmc.2017.01.009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conjugates of 2,4-Dihydroxybenzoate and Salicylhydroxamate and Lipocations Display Potent Antiparasite Effects by Efficiently Targeting the Trypanosoma brucei and Trypanosoma congolense Mitochondrion. (2017)
  • 著者名/発表者名: Francisco Jose Fueyo Gonzalez, Godwin U. Ebiloma, Carolina Izquierdo Garcia, Victor Bruggeman, Jose Maria Sanchez Villamanan, Anne Donachie, Emmanuel Oluwadare Balogun, Daniel Ken Inaoka, Tomoo Shiba, Shigeharu Harada, Kiyoshi Kita, Harry P. de Koning, Christophe Dardonville
  • 雑誌名: Journal of Medicinal Chemistry 巻: 60(4) ページ: 1509-1522
  • DOI: doi: 10.1021/acs.jmedchem.6b01740
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Investigation into the Physiological Significance of the Phytohormone Abscisic Acid in Perkinsus marinus, an Oyster Parasite Harboring a Nonphotosynthetic Plastid (2017)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Sakamoto, Shigeo Suzuki, Kisaburo Nagamune, Kiyoshi Kita, Motomichi Matsuzaki
  • 雑誌名: Journal of Eukaryotic Microbiology 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: doi: 10.1111/jeu.12379
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Development of a new air-stable structure-simplified nafuredin-γ analog as a potent and selective nematode complex I inhibitor (2017)
  • 著者名/発表者名: Masaki Ohtawa, Shiho Arima, Risa Shimizu, Naomi Hanatani, Eri Shimizu, Kazuro Shiomi, Kiyoshi Kita, Satoshi Omura,Tohru Nagamitsu
  • 雑誌名: The Journal of Antibiotics(Tokyo) 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: doi: 10.1038/ja.2017.16
  • 査読あり
• [雑誌論文] Investigation into the ubiquinol-binding site of the trypanosomal alternative oxidase (2016)
  • 著者名/発表者名: Benjamin May, Luke Young, Mary Albury, Daniel Ken Inaoka, Kiyoshi Kita, Anthony L. Moore
  • 雑誌名: Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Bioenergetics 巻: 1857 ページ: e41
  • DOI: doi:10.1016/j.bbabio.2016.04.309
  • 国際共著
• [雑誌論文] Drug selection using bleomycin for transfection of the oyster-infecting parasite Perkinsus marinus (2016)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Sakamoto , Kiyoshi Kita, Motomichi Matsuzaki
  • 雑誌名: Parasitology International 巻: 65(5 Pt B) ページ: 563-566
  • DOI: doi: 10.1016/j.parint.2016.04.003
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The Open Form Inducer Approach for Structure-Based Drug Design (2016)
  • 著者名/発表者名: Daniel Ken Inaoka, Maiko Iida, Toshiyuki Tabuchi, Teruki Honma, Nayoung Lee, Satoshi Hashimoto, Shigeru Matsuoka, Takefumi Kuranaga, Kazuhito Sato, Tomoo Shiba , Takeshi Nara, Josmar Rodrigues, Jasmar Rodrigues da Rocha, Carlos Alberto Montanari, Akiko Tanaka, Masayuki Inoue, Kiyoshi Kita, Shigeharu Harada, et al.
  • 雑誌名: PloS one 巻: 11(11) ページ: e0167078
  • DOI: doi: 10.1371/journal.pone.0167078
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] Diversity of respiratory chains in parasite mitochondria - As a drug target - (2017)
  • 著者名/発表者名: Kiyoshi Kita
  • 学会等名: the 115th International Titisee Conference
  • 発表場所: Treschers Schwarzwaldhotel (Mainz, Germany)
  • 年月日: 2017-03-29 – 2017-04-02
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] NTDｓと治療薬の現状と課題 (2017)
  • 著者名/発表者名: 北 潔
  • 学会等名: 日本薬学会第137年会
  • 発表場所: 仙台国際センター（宮城県、仙台市）
  • 年月日: 2017-03-25
  • 招待講演
• [学会発表] ミトコンドリア呼吸鎖電子伝達系 -創薬ターゲットとして- (2016)
  • 著者名/発表者名: 北 潔
  • 学会等名: 日本生物工学会第23回九州支部飯塚大会
  • 発表場所: 九州工業大学（福岡県、飯塚市）
  • 年月日: 2016-12-03
  • 招待講演
• [学会発表] Re-modeling of respiratory chain in the parasite mitochondria during their adaptation環境適応における寄生虫ミトコンドリア呼吸鎖のリモデリング (2016)
  • 著者名/発表者名: 北 潔
  • 学会等名: 第54回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: つくば国際会議場（茨城県、つくば市）
  • 年月日: 2016-11-27
  • 招待講演
• [学会発表] 熱帯感染症制圧へ向けての創薬 -薬剤標的としてのミトコンドリア- (2016)
  • 著者名/発表者名: 北 潔
  • 学会等名: 中高温微生物研究センター・シンポジウム 「熱帯感染症の制圧に向けて」
  • 発表場所: 山口大学（山口県、山口市）
  • 年月日: 2016-11-25
  • 招待講演
• [学会発表] Mitochondria as drug target -from parasites to cancer cells (2016)
  • 著者名/発表者名: Kiyoshi Kita
  • 学会等名: The 13th Conference of Asian Society for Mitochondrial Research and Medicine, The 16th Conference of Japanese Society of Mitochondrial Research and Medicine
  • 発表場所: TKPガーデンシティ品川（東京都、港区）
  • 年月日: 2016-10-30
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 新規抗エキノコックス薬の開発 -ミトコンドリアを標的として- (2016)
  • 著者名/発表者名: 北 潔
  • 学会等名: 青海大学-宮崎大学合同シンポジウム －エキノコックス対策-
  • 発表場所: 中国青海大学畜牧獣医科学院 (青海省西寧市, 中国）
  • 年月日: 2016-09-12 – 2016-09-16
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 新規抗マラリア薬としての5－アミノレブリン酸 (2016)
  • 著者名/発表者名: 北 潔
  • 学会等名: 第6回ポルフィリン-ALA学会年会
  • 発表場所: 東京大学医科学研究所（東京都、港区）
  • 年月日: 2016-04-22 – 2016-04-23
  • 招待講演
• [図書] Kala Azar in South Asia (2017)
  • 著者名/発表者名: Nozomu Nihashi, Daniel Ken Inaoka, Chiaki Tsuge, Emmanuel Oluwadare Balogun, Yasutaka Osada, Yasuyuki Goto, Yoshitsugu Matsumoto, Takeshi Nara, Tatsushi Mogi, Shigeharu Harada, Kita Kiyoshi
  • 総ページ数: 309(101-122)
  • 出版者: Springer International Publishing
• [図書] Cytochrome Complexes:Evolution, Structures, Energy Transduction, and Signaling (2016)
  • 著者名/発表者名: Luke Young, Benjamin May, Tomoo Shiba, Shigeharu Harada, Daniel Ken Inaoka, Kiyoshi Kita, Anthony L. Moore
  • 総ページ数: 739（375-394）
  • 出版者: Springer Netherlands
• [産業財産権] Dihydroorotic and acid dehydrogenase inhibitor (2016)
  • 発明者名: Kiyoshi Kita, et al.
  • 権利者名: Kiyoshi Kita, et al.
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: US20160296494 A1
  • 出願年月日: 2016-06-14
  • 外国
• [産業財産権] Endoparasite control agent and method for using the same (2016)
  • 発明者名: Kiyoshi Kita, et al.
  • 権利者名: Kiyoshi Kita, et al.
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: US20170014395 A1
  • 出願年月日: 2016-09-15
  • 外国
• [産業財産権] Endoparasite control agent (2016)
  • 発明者名: Kiyoshi Kita, et al.
  • 権利者名: Kiyoshi Kita, et al.
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: US20170037029 A1
  • 出願年月日: 2016-10-20
  • 外国