液胞型H^+-ピロホスファターゼを対象とした抗マラリア薬の探索と展開研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13556013
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 前島 正義 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 教授 (80181577)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小鹿 一 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 教授 (50152492)
• Keywords: H^+-ピロホスファターゼ / マラリア原虫 / 海洋生物 / 阻害剤 / アシルスペルミジン

Research Abstract

液胞型H^+輸送性ピロホスファターゼ(H^+-PPase)は植物をはじめ、古細菌と光合成細菌の一部、そしてマラリア原虫を含む原生動物にも存在する。マラリア原虫では酸性カルシソームと呼ばれるオルガネラ膜に局在する。動物には存在しない利点を活かし、寄生病原虫に対する薬剤開発のターゲットと考えた。カイメン、サンゴ、紅藻、ホヤなど計239種の海洋性生物由来の抽出液を出発物質として、H^+-PPase阻害剤を検索した。その結果、とくに阻害活性の高い物質としてアシルスペルミジン類縁化合物5種を同定した。いずれもメチル化されたスペルミジン骨格と分岐のあるアシル基をもつ。いずれもH^+-PPaseの加水分解活性を阻害するのみでなく、H^+輸送活性も強く阻害する。精製阻害物質のH^+輸送活性に対する50%阻害濃度は1.0μMであった。これらアシルスペルミジン類縁化合物は、P型、F型、V型ATPaseに対する阻害作用は示さなかった。したがって、特異性の高い阻害剤と期待される。生きた細胞での阻害効果を検定するために、双子葉植物ヤエナリの胚軸からプロトプラストを単離し、これに阻害剤を与えたところ確かに液胞の酸性化が抑制された。その度合は、液胞膜H^+-ATPase阻害剤であるバフィロマイシンと同様であった。これらの研究成果を、論文としてまとめ投稿した。現在、他の阻害物質の探索をしつつ、より効果的な阻害剤開発のために上記アシルスペルミジン誘導化合物の合成を検討している。

Research Products

• [Publications] Ikeda, M.: "Functional expression of Acetabularia acetabulum vacuolar H^+-pyrophosphatase in a yeast VMA3-deficient strain"J. Experimental Botany. 53. 2273-2275 (2002)
• [Publications] Yuasa, K.: "Equilibrium dialysis measurements of the Ca^<2+> -binding properties of recombinant radish vacuolar Ca^<2+> -binding protein expressed in E. coli"Biosc. Biotechnol. Biochem.. 66. 2382-2387 (2002)
• [Publications] Suga, S.: "Aquaporin isoforms responsive to salt and water stresses and phytohormones in radish seedlings"Plant Cell Physiol.. 43. 1229-1237 (2002)
• [Publications] Pittman, J.K.: "Distinct N-terminal regulatory domains of Ca^<2+/> H^+ antiporters"Plant Physiology. 130. 1054-1062 (2002)
• [Publications] Fujiwara, S.: "Molecular properties of a unique matrix attachment region-binding protein in tobacco cells"Plant Cell Physiol.. 43. 1558-1567 (2002)
• [Publications] Yang, S.: "Modulation of vacuolar H^+ -pumps and aquaporin by phytohormones in rice seedling leaf sheaths"Biol. Pharm. Bull.. 26. 88-92 (2002)
• [Publications] Mimura, T.: "Rapid increase of vacuolar volume in response to salt stress"Planta. 216. 397-402 (2003)
• [Publications] Hagiwara, Y.: "Subcellular localization of host and viral proteins associated with tobamovirus RNA replication"EMBO J.. (In press). (2003)
• [Publications] Suga, S.: "An abundance of aquaporins in specific cells and osmotic water permeability of individual protoplasts of radish"Plant Cell Physiol.. 44(In press). (2003)
• [Publications] 中西 洋一: "液胞のCa^<2+>集積とプロトンポンプ"蛋白質核酸酵素. 47. 1777-1782 (2002)
• [Publications] 須賀 しのぶ: "液胞膜の分化と多様性"細胞工学別冊 植物細胞工学. 17. 190-195 (2002)
• [Publications] 前島 正義: "液胞H^+-ピロホスファターゼと膜ダイナミクス"細胞工学. 12. 1522-1527 (2002)
• [Publications] 中西 洋一: "液胞型H^+ポンプ"細胞工学別冊 植物細胞工学. 18(印刷中). (2003)
• [Publications] 三村 久敏: "膜輸送システムの分子構造と機能"細胞工学別冊 植物細胞工学. 18(印刷中). (2003)
• [Publications] 前島 正義: "膜輸送系の阻害剤"細胞工学別冊 植物細胞工学. 18(印刷中). (2003)
• [Publications] Maeshima, M.: "Handbook of Plant Growth. pH as a Master Variable in Plant Growth"Marcel Dekker, Inc.. 446 (2002)
• [Publications] 広野めぐみ: "第24回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム(ISSN : 0919-2131)"日本薬学会. 330 (2002)