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2015 年度 実施状況報告書

構造生物学的手法による神経変性病治療薬開発のための新しい戦略

研究課題

研究課題/領域番号 26440079
研究機関大阪府立大学

研究代表者

恩田 真紀  大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (60311916)

研究分担者 山崎 正幸  龍谷大学, 農学部, 准教授 (80397562)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードneuroserpin / tPA / inhibitor / drug design / serpin / alzheimer / neurodegeneration / dementia
研究実績の概要

本研究は、神経組織における異常凝集蛋白質を分解排除するプラスミンの作用を促進させる方法を開発することを目的として、(1)ニューロセルピン-tPA複合体の構造解析、(2)Latent型ニューロセルピンの構造解析、(3)複合体の不安定化、Latent型の安定化に寄与する薬物の探索、(4)モデル細胞系での薬物効果の検証、などを実施するものである。本年度は以下の進展・成果を得た。
(1)これまで極めて困難とされてきたニューロセルピン-tPA複合体の結晶化に成功し、X線回折測定を行った。現在4Å分解能までの解析データを得ている。
(2)昨年度見出したLatent化を速める薬剤とLatent型ニューロセルピンの混合物について、熱量測定等の物理化学的解析を行ったところ、Latent型を安定化する薬剤が3種見つかった。そこで、Latent型と同薬物の複合体の結晶化実験を実施した。現在、十分な回折データを得るための結晶化条件を検討中である。また、Latent型と酷似した構造を持つCleaved型については、病原性ニューロセルピン変異体S49PのX線結晶構造解析を高分解能(1.9Å)で成功させた。
(3)複合体の不安定化に明確に寄与する薬物は見出せなかったが、上記(1)で得られた構造データを基に、複合体の形成を阻害する薬物探索に方針転換したところ、いくつかの薬物候補が見つかった。
(4)昨年度から今年度にかけて見出した薬剤の効果を検証するための細胞株の培養を、Elena Miranda博士(ローマ大学チェンチ・ボロニェッティ財団-パスツール研究所)の協力を得て行った。

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

4Åという低分解能ながら、本プロジェクトの大きな目標の1つであるニューロセルピン-tPA複合体の構造解析に成功したことは大きな前進である。また、これが明らかになった事により、複合体の形成を阻害する薬物を見出すことができた。加えて世界で初めて病原性変異体S49PのX線結晶構造解析に高分解能(1.9Å)で成功した。薬物の効果を検証する細胞実験の準備も整い、順調な進捗状況と言える。

今後の研究の推進方策

(1)より高分解能のニューロセルピン-tPA複合体の結晶構造データが得られるよう、再度結晶化条件の検討を行い、得られた高分解能データを基にドラッグデザインを実施する。
(2)Latent型と薬物の複合体のX線結晶構造解析を成功させる。もし、上手くいかなかった場合は、すでに高分解能での解析に成功しているCleaved型S49Pで代替実験を行う。
(3)今年度準備した細胞実験系を用いて、薬物候補の効果を検証する。
(4)プロジェクトの成果を総括し、神経変性病治療薬開発のための新しい戦略を立案して、学術論文や学会で発表する。また、企業への情報提供や共同研究の立案を積極的に行う。

次年度使用額が生じた理由

複合体の構造解析に成功し、得られた結果を基に、薬物探索の方針を方向転換した結果、使用する試薬を節約することができた。

次年度使用額の使用計画

より発展的な実験を実施するための試薬購入や、研究成果発表費用に充てる。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 学会発表 (6件)

  • [国際共同研究] Dept. of Biology and Biotechnologies/Charles Darwin/Sapienza University of Rome(Italy)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      Dept. of Biology and Biotechnologies/Charles Darwin/Sapienza University of Rome
  • [国際共同研究] Istituto Pasteur/Fondazione Cenci Bolognetti/Sapienza University of Rome(Italy)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      Istituto Pasteur/Fondazione Cenci Bolognetti/Sapienza University of Rome
  • [学会発表] 病原性ニューロセルピン変異体S49PのCleaved型のX線結晶構造解析2016

    • 著者名/発表者名
      久留宮綾人、津田美代子、山崎正幸、恩田真紀
    • 学会等名
      第16回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡県・福岡市)
    • 年月日
      2016-06-07 – 2016-06-09
  • [学会発表] tPA-ニューロセルピン複合体の結晶化を目的としたtPAの調製2016

    • 著者名/発表者名
      津田美代子、久留宮綾人、恩田真紀
    • 学会等名
      第16回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡県・福岡市)
    • 年月日
      2016-06-07 – 2016-06-09
  • [学会発表] Cleaved型病原性ニューロセルピン変異体S49PのX線結晶構造解析2016

    • 著者名/発表者名
      久留宮綾人、津田美代子、山崎正幸、恩田真紀
    • 学会等名
      日本農芸化学会2016年度大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2016-03-27 – 2016-03-30
  • [学会発表] Cleaved型病原性ニューロセルピン変異体の結晶構造2016

    • 著者名/発表者名
      第5回バイオ・メディカル・フォーラム/第2回産学連携ヘルスケアナレッジセミナー
    • 学会等名
      久留宮綾人、山崎正幸、恩田真紀
    • 発表場所
      大阪府立大学(大阪府・堺市)
    • 年月日
      2016-02-19 – 2016-02-19
  • [学会発表] 病原性ニューロセルピン変異体のCleaved型のX線結晶構造解析2015

    • 著者名/発表者名
      久留宮綾人、津田美代子、山崎正幸、恩田真紀
    • 学会等名
      BMB2015
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2015-12-01 – 2015-12-04
  • [学会発表] Refolding/Unfolding中間体からのセルピンのポリマー化2015

    • 著者名/発表者名
      張娟、久留宮綾人、恩田真紀
    • 学会等名
      第15回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      あわぎんホール(徳島県・徳島市)
    • 年月日
      2015-06-24 – 2015-06-26

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公開日: 2017-01-06  

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