Elucidation of mechanism of inhibition by kinesin motor with structural and thermodynamic analyses and development of anticancer drugs

通过结构和热力学分析阐明驱动蛋白马达的抑制机制以及抗癌药物的开发

• 批准号: 22K06554
• 负责人: 横山 英志
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Tokyo University of Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06554/
• 关键词: キネシン; モータータンパク質; 結晶化; 構造解析; ATPアナログ; 構造; 熱分析; 抗がん剤

本研究では、X線結晶構造解析と熱分析（等温滴定型カロリメトリー）を主な手法として、細胞分裂期特異的なキネシンモータータンパク質であるCENP-Eとその阻害剤やATPアナログとの複合体構造を決定し、それら阻害剤による阻害の様式やATP加水分解の反応機構を解明することで、新規な抗がん剤を設計する構造基盤を得ることを目的とした。既存のタキサン、ビンカアルカロイドなどの微小管阻害剤と異なり、キネシンモーターの阻害剤は非分裂期の微小管には作用しないため、副作用の少ない抗がん剤のリード化合物として期待できる。初年度の令和4年度には、ヒトCENP-Eのモータードメイン（C末にHis tagを付与）の大量発現と精製の手法をすでに確立しているので、その手法で精製サンプルを得たのち、タンパク質発現時から含まれる内因性のヌクレオチド（ADP）を酵素apyraseを用いて加水分解して除去し、非加水分解性ATP アナログであるAMPPNPを添加した複合体の結晶を得、放射光施設（つくば高エネルギー加速器研究機構）にて1.9 Åと高分解能でX線回折強度データを収集し、分子置換法により構造解析を行った。得られた構造では、AMPPNPの電子密度が確認できた。このAMPPNP複合体構造を既に得られているADP複合体構造と比較することで構造変化を考察した。また本構造を、異なるファミリーのキネシンモータードメインのAMPPNNP複合体構造と比較することで、CENP-Eの特徴的な構造を考察した。構造の詳細について論文にまとめ投稿した。

In this study, X-ray crystal structure analysis and thermal analysis (isothermal titration) were used to determine the structure of the complex structure of CENP-E and ATP, and to determine the structure of the complex structure of CENP-E and ATP. Existing micro-tube inhibitor, micro-tube inhibitor, micro-tube inhibitor The first year and the fourth year of the year, the CENP-E is the first year of the year. The method of mass production and purification of (C end His tag is assigned) is established. The method of purification is established. The method of purification is obtained. The quality of the product is obtained. The enzyme apyrase is removed by hydrolysis. The AMPPNP complex is crystallized. Radiation Facility (High Resolution Accelerator Research Institute) 1.9 ° C High Resolution Energy X-ray Reflection Intensity Collection, Molecular Displacement Method Structural Analysis The electron density of AMPPNP was confirmed. The structure of the PNP complex was studied by comparing it with that of the ADP complex. The structure of AMPPNNP complex is compared with that of CENP-E, and the characteristic structure of CENP-E is investigated. The structure of the paper is detailed.

项目成果

ネフローゼ症候群原因タンパク質podocinの調製と結晶化

肾病综合征蛋白podocin的制备及结晶

• 发表时间: 2022
• 作者: 安藤紘規;横山英志
• 通讯作者: 横山英志

Structural basis for peptide recognition by archaeal oligopeptide permease A

• DOI: 10.1002/prot.26324
• 发表时间: 2022-02
• 期刊: Proteins: Structure
• 作者: H. Yokoyama;N. Kamei;Keijiro Konishi;K. Hara;Y. Ishikawa;I. Matsui;P. Forterre;H. Hashimoto

キネシンCENP-Eモータードメインと阻害剤複合体の調製と結晶化

驱动蛋白CENP-E运动结构域和抑制剂复合物的制备和结晶

• 发表时间: 2023
• 作者: 鈴木翠;渋谷明日香;小郷尚久;澤田潤一;浅井章良;横山英志
• 通讯作者: 横山英志

ネフローゼ症候群原因タンパク質podocinの結晶化

Podocin（一种引起肾病综合征的蛋白质）的结晶

• 发表时间: 2023
• 作者: 安藤紘規;横山英志
• 通讯作者: 横山英志