リボソーム-RRF複合体の立体構造にもとづく機能解明と創薬への応用

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リボソームとリボソーム再生因子(RRF)複合体の立体構造をもとに新規抗菌剤の開発を目指して研究を行った。RRFはEF-Gと協同して蛋白質生合成終結後のリボソーム-tRNA-mRNA複合体を解離する。解離後の遊離リボソームは再度開始過程に導かれてリサイクルされる。NMR及びX線結晶構造解析による立体構造の結果、RRFは2つのドメインより構成されること、及びドメインIIがドメイン1に対して角度60度の範囲で揺らぐことを明らかとした。ドメイン1に相当するモデルペプチド(RRF-DI)を合成し相互作用解析を行った結果、 RRFのリボソームとの結合部位はドメイン1であることを明らかにした。RRF-DIとリボソーム50Sサブユニットの複合体の立体構造から構築したRRF、EF-G、70Sリボソーム複合体のモデルから、 RRFの作用機構を明らかにした。さらにRRF-DIとリボソーム50Sサブユニットの結晶構造中の結合部位の立体構造をもとにRRF阻害能を有する分子を設計し評価を行った。RRF単独の溶液構造及び結晶構造をもとにバーチャルスクリーニング法でRRFと結合する低分子分子を探索し、得られた候補化合物数十種類に関して実際に表面プラズモン共鳴法によりRRFとの結合を調べたが、解離定数K_DがサブmMのものしか得られなかった。そこで、RRF-DIとリボソーム50Sサブユニットの結晶構造中でRRFと直接接触しているrRNA部位をテンプレートとする分子を探索した結果、解離定数K_Dが数μMの化合物が得られた。この化合物をもとにRRFとの相互作用様式を考慮して低分子化を試み、同等の解離定数を示す数種類の化合物を得た。