汎フィロウイルス治療薬開発に向けたドライ-ウェット融合型研究基盤の構築

建立干湿融合研究平台以开发泛丝病毒疗法

• 批准号: 20H03140
• 负责人: 五十嵐 学
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H03140/
• 关键词: フィロウイルス; インシリコ創薬; 蛋白質間相互作用; 分子設計; エボラウイルス; マールブルグウイルス; 医薬分子設計; 抗ウイルス薬; 分子間相互作用; 分子動力学; 立体構造; 相互作用解析; 生体生命情報学

創薬標的となる相互作用/機能部位を新たに同定することはタンパク質の立体構造情報に基づく医薬品設計において重要である。タンパク質の表面には、疎水性、正電荷、負電荷の傾向が強い領域（表面パッチ）が存在し、それぞれ疎水性パッチ、正電荷パッチ、負電荷パッチと呼ばれる。このようなパッチは分子間相互作用に重要な役割を果たしていると考えられている。つまり表面パッチを解析することで、ウイルスタンパク質上の新たな相互作用/機能部位を予測できる可能性がある。本年度は、疎水性パッチに着目し、VP35の機能探索を行った。パッチ解析の結果、VP35の表面にはこれまで機能との関連について報告のない疎水性パッチが存在していた。このパッチが機能に重要かを調べるため、パッチを消失させるアミノ酸置換をコンピュータ上で予測し、変異を導入したVP35を実際に作出した。変異VP35に対して、ルシフェラーゼ遺伝子をレポーターとしたミニゲノムアッセイを行った結果、この疎水性パッチにはポリメラーゼ補因子活性に関わる重要なアミノ酸残基が含まれていることが明らかになった。また、共同研究者がクライオ電子顕微鏡解析で決定したマールブルグウイルスのヌクレオカプシドのコア構造であるウイルス核タンパク質-RNA 複合体（NP-RNA 複合体）の立体構造に対して、分子動力学計算を行いRNAとNPとの相互作用解析を行った。その結果、ゲノムRNAとの相互作用を担うNP蛋白質上のアミノ酸が、フィロウイルス種間で高度に保存されていることが明らかになった。すなわち、NP上のRNA結合領域も汎フィロウイルス治療薬の標的として機能する可能性が示唆された。

Gen 薬 mark と な る interaction/functional parts を new た に with fixed す る こ と は タ ン パ ク qualitative の three-dimensional structure intelligence に base づ く medical 薬 product design に お い て important で あ る. タ ン パ ク qualitative の surface に は, water-based 疎, strong positive charge, negative charge の tendency が い area (surface パ ッ チ) が し, そ れ ぞ れ 疎 water-based パ ッ チ, positive charge パ ッ チ, negative charge パ ッ チ と shout ば れ る. こ の よ う な パ ッ チ は intermolecular interactions に important な "を cut fruit た し て い る と exam え ら れ て い る. Analytical す つ ま り surface パ ッ チ を る こ と で, ウ イ ル ス タ ン パ ク qualitative の new た な を interaction/functional parts to measure で き る possibility が あ る. This year, the パッチに and 疎 water-based パッチに focus is on the <s:1> and VP35 <s:1> functional exploration を and った. パ ッ チ analytical の results, VP35 の surface に は こ れ ま で function と の masato even に つ い て report の な い 疎 water-based パ ッ チ が exist し て い た. こ の パ ッ チ が function に important か を adjustable べ る た め, パ ッ チ を disappear さ せ る ア ミ ノ acid replacement を コ ン ピ ュ ー タ で to し, variations on different を import し た VP35 を be interstate に make し た. - different VP35 に し seaborne て, ル シ フ ェ ラ ー ゼ posthumous son 伝 を レ ポ ー タ ー と し た ミ ニ ゲ ノ ム ア ッ セ イ を line っ た results, こ の 疎 water-based パ ッ チ に は ポ リ メ ラ ー ゼ fill factor activity に masato わ る important な ア ミ ノ acid residues が ま れ て い る こ と が Ming ら か に な っ た. ま た, common researchers が ク ラ イ オ electronic 顕 micromirror parsing で decided し た マ ー ル ブ ル グ ウ イ ル ス の ヌ ク レ オ カ プ シ ド の コ ア tectonic で あ る ウ イ ル ス nuclear タ ン パ ク complex mass - RNA (NP - RNA Complex <s:1> three-dimensional structure に against て, molecular dynamics calculation を line of <s:1> RNAとNPと <s:1> interaction analysis を line of った. そ の results, ゲ ノ ム RNA と の を bear う NP protein interaction の ア ミ ノ acid が, フ ィ ロ ウ イ ル ス interspecific で highly に save さ れ て い る こ と が Ming ら か に な っ た. Youdaoplaceholder0, in the field of <s:1> RNA binding on NP, <s:1> generic フィロウ フィロウ <s:1> ス ス ス ス ス therapeutic drug と target と て function する possibility が indicates された.

项目成果

マールブルグウイルス 核タンパク質-RNA複合体の構造解析

马尔堡病毒核蛋白-RNA复合物的结构分析

• 发表时间: 2021
• 作者: 藤田 陽子;杉田 征彦;髙松 由基;祝部 和也;五十嵐 学;角田 優伍;村本 裕紀子;中野 雅博;野田 岳志
• 通讯作者: 野田 岳志

特集 グローバル時代の新興再興感染症への科学的アプローチ Ⅲ.デング･ジカ･SFTS･出血熱へのアプローチ タンパク質の立体構造情報を活用した抗フィロウイルス薬の探索

专题 应对全球时代新出现和重新出现的传染病的科学方法 Ⅲ. 应对登革热、寨卡病毒、SFTS 和出血热的方法 利用蛋白质 3D 结构信息寻找抗丝状病毒药物。

• DOI: 10.11477/mf.2425201376
• 发表时间: 2021
• 期刊: 生体の科学
• 作者: Kanoko Yoshida;Kazuya Kusama;Mana Azumi;Mikihiro Yoshie;Kiyoko Kato,Kazuhiro Tamura;五十嵐 学
• 通讯作者: 五十嵐 学