薬剤開発を視野に入れたイオンポンプの構造研究

以药物开发为目的的离子泵结构研究

• 批准号: 19107005
• 负责人: 豊島 近
• 金额: $ 25.88万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-19107005/
• 关键词: イオンポンプ; 膜蛋白質; 結晶解析

(a)筋小胞体Ca^<2+>-ATPase(SERCA1a)の中間状態の構造決定。ここでは、E2P基底状態のアナログであるE2・BeF_xの構造決定が最初の課題であった。この結晶化には3年以上取り組んで来たが、最近ようやくX線にかかる結晶を得ることができた。分解能の向上に努めた結果、SPring-8でのデータ収集によって2.5〓分解能のデータを得ることが出来、分子置換法によって構造を決定することも出来た。この結果、この複合体では遷移状態の構造と比較して予想以上に大きな構造変化が起こっていることがわかり、燐酸化アスパラギン酸の加水分解と膜内イオン通路の開閉とを結合する機構に関し、重要な知見が得られた。(b)Ca^<2+>-ATPase(変異体)と薬物複合体の構造決定-特に抗マラリア薬であるartemisinin或いはその派生物との複合体の構造決定。よく知られた抗マラリア薬であるartemisininはウサギ骨格筋Ca^<2+>-ATPaseの野生型には結合しないがE255L変異体には高い親和性を持つ。そこでこの変異体の生産を研究協力者のInesi博士が行い、精製・結晶化を東京で行う計画であった。変異体の場合、出発試料中の含有量がこれまでの1/10程度であるため、精製法の大幅な改良が必要であった。Hydroxyapatiteを用いることにより、これまでの難点を克服可能であることを見出した。

（a）核质网ca^<2+> ATPase（SERCA1A）的中间状态的结构测定。在这里，第一个任务是确定e2·bef_x的结构，e2p基态中的类似物。我从事这种结晶已经三年多了，但是最近我终于能够获得发射X射线的晶体。由于改善分辨率的努力，通过在春季8中收集数据获得了具有2.5〓分辨率的数据，并且该结构也通过分子置换来确定。结果，发现与过渡态结构相比，该复合物的结构变化大于预期，并且有关结合磷酸化天冬氨酸水解的机制以及膜内离子传递的开口和闭合的重要发现。 （b）CA^<2+> - ATPase（突变体）和药物复合物的结构测定 - 尤其是用抗疟药青蒿素或其衍生物的络合物的结构测定。青蒿素是一种众所周知的抗疟药，不与野生类型的兔骨骼肌Ca^<2+> ATPase结合，但对E255L突变体具有高亲和力。因此，研究伙伴Inesi博士计划在东京产生这种突变体，并纯化和结晶。就突变体而言，起始样品中的含量约为以前样品的含量的1/10，因此需要对纯化方法进行重大改进。通过使用羟基磷灰石，我们发现可以克服以前的缺点。