2015 Fiscal Year Annual Research Report
創薬を志向した細菌の細胞分裂タンパク質の構造―機能相関解明
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15J00589
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
藤田 純三 大阪大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2015-04-24 – 2018-03-31
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| Keywords | 細胞分裂 / FtsZ / 阻害剤 / 薬剤耐性変異 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細菌の細胞分裂においては、収縮するリング状構造を形成するFtsZが特に重要な役割を担っている。リングの収縮のためにはFtsZの重合およびコンホメーション変化が重要だと考えられている。本研究の目的はX線結晶構造解析を中心とした手法の組み合わせによりFtsZをはじめとする細胞分裂タンパク質の構造-機能相関を解明し、阻害剤開発の足掛かりとすることである。
本年度はFtsZ単体のX線結晶構造解析を行い、これまでに知られているものとは異なるコンホメーションの同定に成功した。これによりリングの収縮に重要だと思われる2種類のコンホメーションを同一種由来のもので初めて決定した。また共同研究先のMD計算により、一方からもう一方への構造変化が起こりうることが示された。よってこれらの構造は実際生体内においても存在し、その構造変化がFtsZの機能に重要な役割を果たしている可能性は極めて高いといえる。今後はFtsZ変異体のX線結晶構造解析を行うことで機能に重要な残基の特定を行う予定である。
また、別の共同研究先から複数の新たなFtsZ阻害剤の提供を受けた。これらの阻害剤はFtsZへの変異導入により菌に対する感受性が変化することが分かっている。我々はFtsZとこれらの阻害剤との複合体の結晶化を試み、その結晶構造を決定することに成功した。構造の類似した阻害剤においても結合様式の違いが観察され、これが薬剤耐性に関係していることが示された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
阻害剤スクリーニングやイメージングについては様々な実験条件を検討したが、良好な結果が得られず進展していない。しかし、FtsZ単体のX線結晶構造解析によりこれまでとは異なるコンホメーションの同定に成功したほか、新たな阻害剤との複合体の結晶構造も決定し、FtsZの機能および薬剤耐性発現メカニズムの一端を明らかにすることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
阻害剤スクリーニングやイメージングについては今回の系の構築が困難であることが分かったため、他の系を用いて行うことを検討している。またX線結晶構造解析については、FtsZ変異体についての結晶構造解析を行い機能に重要な残基を同定するだけでなく、ペプチド化したFtsZとFtsAの複合体の結晶化スクリーニングを行い、FtsZ-FtsA相互作用の詳細を解明する。
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Research Products
(3 results)
