自然免疫・獲得免疫スイッチング機構の構造生物学的解析に基づく抗アレルギー薬開発

基于先天性和适应性免疫转换机制的结构生物学分析的抗过敏药物开发

• 批准号: 17790699
• 负责人: 大西 秀典
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Gifu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17790699/
• 关键词: MyD88; IL-18; Toll-like receptor; 自然免疫; 慢性炎症性疾患; アレルギー; タンパク立体構造; NMR; Toll like receptor

アレルギー疾患,慢性炎症性疾患に対する治療ターゲット分子として,自然免疫を惹起するための病原体構成成分特異的認識受容体であるToll like receptor(TLR)とIL-18を含むIL-1受容体ファミリーに共通の細胞内シグナル伝達アダプター分子MyD88の蛋白立体構造及び機能解析を行った。安定同位体元素ラベルの15N-硫酸アンモニウム及び13C-グルコースを用い,標識されたMyD88リコンビナント蛋白を作成し,高濃度の単量体蛋白サンプルを調整,核磁気共鳴法(NMR)を用いた手法で,精密な溶液タンパク立体構造を決定することに成功した。決定した構造情報は,Protein Data Bankに登録した。得られたMyD88TIRドメイン構造とすでに報告のある他のTIRドメイン結晶構造と比較を行なったところ,LPS不応性マウスの遺伝子変異部位やTLR2の変異体結晶構造と機能解析からTIRドメイン間のシグナル伝達に重要とされ保存性の高いBBループ部分の構造にも大きな差異を認めた。さらにTIRドメイン構造は全体としてかなり類似しているが,表面電荷ポテンシャルは,それぞれで大きく異なる。そこで構造情報から重要と思われる荷電極性アミノ酸残基についてアラニン置換変異体を約40種類作成し,培養細胞を利用したin vivoの機能解析により,IL-18とLPS/TLR4シグナルの両者間でMyD88内の必須残基の相違を見出した。この情報を元にIL-18シグナルを遮断することなく,TLR4刺激を遮断しうる新規タンパク分子として,特許を出願した。また,MyD88とアダプター分子TIRAPの直接相互作用について,in vitroの結合実験から新たなTIR-TIRヘテロ相互作用様式を決定した。本研究で得られたタンパク構造,機能,新規変異分子の設計情報から免疫異常疾患への応用へと今後展開する。

MyD88的蛋白质结构和功能分析是IL-1受体家族共有的细胞内信号转络分子，包括诱导先天性免疫的病原体成分​​特异性识别受体，用于治疗靶向分子，以治疗靶向分子，用于治疗靶向过敏性和慢性病。使用标记为15n-氨和13C-葡萄糖标记的稳定同位素，制备了标记为MyD88重组蛋白的标记的标记，并制备高度浓缩的单体蛋白样品，并使用核磁共振（NMR）确定溶液蛋白的精确三维结构。确定的结构信息已在蛋白质数据库中注册。当我们比较获得的MyD88TIR结构域与其他报道的TIR结构域晶体结构进行比较时，我们发现了基于LPS-差异小鼠的遗传突变位点以及TLR2的突变体结构的BB环的结构显着差异，TLR2的突变体结构以及TLR2突变结构的功能分析TLR2。此外，尽管TIR结构域结构通常相当相似，但表面电荷电位彼此之间的差异很大。因此，为带电的电极氨基酸残基创建了大约40个丙氨酸取代的突变体，这些突变体被认为从结构信息中很重要，并且通过使用培养细胞的功能分析，MyD88中的基本残基的差异在IL-188和LPS/TLR4信号之间发现。基于此信息，将专利提交为一种新型蛋白质分子，能够阻止TLR4刺激而不会阻止IL-18信号。此外，从体外结合实验中确定了MyD88和适配器分子TIRAP之间直接相互作用的新型TIR-TIR异互动模式。在本研究中获得的蛋白质结构，功能和新型突变分子的设计信息将扩展到免疫异常的应用中。

项目成果

アダプター分子MyD88の構造生物学的機能解析と臨床応用への展望

接头分子MyD88的结构生物学和功能分析及临床应用前景

• 发表时间: 2007
• 作者: 名田匡利;大西秀典;相馬和佳;李愛蓮;加藤善一郎;金子英雄;近藤直実;杤尾豪人;白川昌宏
• 通讯作者: 白川昌宏

Molecular mechanism of a temperature-sensitive phenotype in peroxisomal biogenesis disorder

• DOI: 10.1203/01.pdr.0000169984.89199.69
• 发表时间: 2005-08-01
• 期刊: PEDIATRIC RESEARCH
• 影响因子: 3.6
• 作者: Hashimoto, K;Kato, Z;Kondo, N
• 通讯作者: Kondo, N

分子生物学的アプローチの臨床へのインパクトIL-18及びシグナル伝達系タンパク質構造解析に基づく創薬へのアプローチ

分子生物学方法的临床影响 基于 IL-18 和信号转导系统蛋白结构分析的药物发现方法

• 发表时间: 2008
• 期刊: 日本小児アレルギー学会誌 22
• 作者: 大西秀典;加藤善一郎;李愛蓮;木村豪;名田匡利;徳見哲司;相馬和佳;松井永子;金子英雄;近藤直実;杤尾豪人;白川昌宏
• 通讯作者: 白川昌宏

Protein Data Bank登録:Accession number:2z5v'Solution Structure of the TIR domain of human MyD88'Ohnishi,H.,Tochio,H.,Hiroaki,H.,Kato,Z.,Kondo,N.,Shirakawa,M.Deposition Date:2007-07-19

蛋白质数据库注册：登录号：2z5v人类 MyD88 的 TIR 结构域的解决方案结构Ohnishi, H., Tochio, H., Hiroaki, H., Kato, Z., Kondo, N., Shirakawa, M. 沉积日期：2007-07-19

Development of fluorescence linked immunosorbent assay (FLISA) for high throughput screening (HTS) of interferon-gamma

开发用于干扰素γ高通量筛选（HTS）的荧光联免疫吸附测定（FLISA）

• 发表时间: 2006
• 期刊: Allergology International 55・2
• 作者: Eiji Matsukuma;Zenichiro Kato;Kentaro Omoya;Kazuyuki Hashimoto;Ailian Li;Yutaka Yamamoto;Hidenori Ohnishi;et al.
• 通讯作者: et al.