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分子間距離測定に基づく脂質二重膜中アンフォテリシンＢ複合体の構造解析

基于分子间距离测量的两性霉素B复合物脂质双层膜结构分析

基本信息

批准号：
13J01527
负责人：
中川泰男
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

アンフォテリシンB (AmB)はその強力な抗カビ活性と耐性菌の出来にくい性質により、発見から50年以上経た現在でも深在性の真菌感染症治療薬として広く用いられている。AmBは、真菌細胞膜中でエルゴステロール(Erg)と共にイオン透過性チャネルを形成し生理活性を発現するといわれているが、ヒト細胞膜のコレステロールとも弱いながらも相互作用するため副作用を示す。このような薬理学的重要性にもかかわらず、AmB-Ergチャネル複合体の詳細な構造は明らかにはなっていない。そこで本研究では、近年、脂質膜中における構造解析法として注目されている固体NMRにより、複合体構造の全容を明らかにすることを目的とした。本研究により複合体構造が明らかになれば、よりErg選択性を高めた優れた薬の開発につながると期待される。本年度は特に、昨年度までに合成したF-AmBと13C-AmBおよび13C-Ergを用いたREDOR測定により分子間距離情報を取得することで、AmB-ErgおよびAmB-AmB二分子間の相互作用解析を行った。まず、F-AmBおよび13C-Ergを用いたREDOR測定により平行型および反平行型で相互作用しているAmB-Ergの分子間距離をそれぞれ2点ずつ取得した。その分子間距離を制限情報とした分子力学計算により両者の結合様式を推定することに成功した。また、13C-AmBおよびF-AmBを用いたREDOR測定を行うことで3点のAmB同士の分子間距離情報を取得した。さらに、その分子間距離を満たすようにAmBを配置することでチャネル複合体中におけるAmB同士の相対配置の推定に成功した。以上の実験から得られたAmB-ErgおよびAmB-AmBの相互作用を基に複合体の全体構造を推定することに成功した。本研究は脂質二重膜中で低分子が形成する複合体の構造を原子レベルで推定した初めての例であり、有機化学と固体NMRを組み合わせた本研究手法が膜環境下における分子間相互作用解析において有用な手法であることを示すことができた。

Amylose B (AmB) is a potent anti-fungal agent and resistant to fungal infection for more than 50 years. Amb is a member of a group of fungal cell membranes that are involved in the development of physiological activity. The importance of biology of AmB-Erg complex is discussed in detail. In recent years, the structural analysis of lipid membranes has been studied. In this study, the structure of the complex is characterized by high selectivity and high development expectation. This year, the interaction analysis of F-AmB and 13C-AmB and 13C-Erg molecules was carried out by using REDOR to determine the intermolecular distance. The intermolecular distance between AmB-Erg and F-AmB was measured by REDOR in parallel and antiparallel interactions. Molecular mechanics calculations are successful in determining the intermolecular distance. 13C-AmB and F-AmB are used to determine the molecular distance between AmB and 3 points. The distance between the molecules is estimated to be AmB. All the structures of the AmB-Erg and AmB-AmB interaction complexes were deduced successfully. In this study, the structure of the complex formed by low molecular weight in lipid double membrane was estimated by atomic absorption spectrometry, organic chemistry and solid state NMR.

项目成果

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专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Axial Hydrogen at C7 Position and Bumpy Tetracyclic Core Markedly Reduce Sterol’s Affinity to Amphotericin B in Membrane

C7 位轴向氢和凹凸不平的四环核心显着降低了膜中甾醇对两性霉素 B 的亲和力

DOI：
10.1021/bi5012942
发表时间：
2015
期刊：
Biochemistry
影响因子：
2.9
作者：
Nakagawa;Y.;Umegawa;Y.;Nonomura;K.;Matsushita;N.;Takano;T.;Tsuchikawa;H.;Hanashima;S.;Oishi;T.;Matsumori;N.;and Murata;M.
通讯作者：
M.

Effect of sterol side chain on ion channel formation by amphotericin B in lipid bilayers.

甾醇侧链对两性霉素 B 在脂质双层中形成离子通道的影响。