汎フィロウイルス治療薬開発に向けたドライ-ウェット融合型研究基盤の構築

建立干湿融合研究平台以开发泛丝病毒疗法

• 批准号: 20H03140
• 负责人: 五十嵐 学
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H03140/
• 关键词: フィロウイルス; インシリコ創薬; 蛋白質間相互作用; 分子設計; エボラウイルス; マールブルグウイルス; 医薬分子設計; 抗ウイルス薬; 分子間相互作用; 分子動力学; 立体構造; 相互作用解析; 生体生命情報学

創薬標的となる相互作用/機能部位を新たに同定することはタンパク質の立体構造情報に基づく医薬品設計において重要である。タンパク質の表面には、疎水性、正電荷、負電荷の傾向が強い領域（表面パッチ）が存在し、それぞれ疎水性パッチ、正電荷パッチ、負電荷パッチと呼ばれる。このようなパッチは分子間相互作用に重要な役割を果たしていると考えられている。つまり表面パッチを解析することで、ウイルスタンパク質上の新たな相互作用/機能部位を予測できる可能性がある。本年度は、疎水性パッチに着目し、VP35の機能探索を行った。パッチ解析の結果、VP35の表面にはこれまで機能との関連について報告のない疎水性パッチが存在していた。このパッチが機能に重要かを調べるため、パッチを消失させるアミノ酸置換をコンピュータ上で予測し、変異を導入したVP35を実際に作出した。変異VP35に対して、ルシフェラーゼ遺伝子をレポーターとしたミニゲノムアッセイを行った結果、この疎水性パッチにはポリメラーゼ補因子活性に関わる重要なアミノ酸残基が含まれていることが明らかになった。また、共同研究者がクライオ電子顕微鏡解析で決定したマールブルグウイルスのヌクレオカプシドのコア構造であるウイルス核タンパク質-RNA 複合体（NP-RNA 複合体）の立体構造に対して、分子動力学計算を行いRNAとNPとの相互作用解析を行った。その結果、ゲノムRNAとの相互作用を担うNP蛋白質上のアミノ酸が、フィロウイルス種間で高度に保存されていることが明らかになった。すなわち、NP上のRNA結合領域も汎フィロウイルス治療薬の標的として機能する可能性が示唆された。

在基于蛋白质 3D 结构信息的药物设计中，识别作为药物发现目标的新相互作用/功能位点非常重要。在蛋白质的表面上，存在一些倾向于疏水性、带正电和带负电的区域（表面斑块），分别称为疏水斑块、带正电斑块和带负电斑块。人们认为这种斑块在分子间相互作用中发挥着重要作用。换句话说，通过分析表面斑块，有可能预测病毒蛋白上新的相互作用/功能位点。今年，我们重点关注疏水贴片，寻找VP35的功能。斑块分析结果显示，VP35表面存在疏水性斑块，目前尚未见其与其功能相关的报道。为了研究这个补丁对于功能是否重要，他们使用计算机来预测将消除该补丁的氨基酸替换，并实际上创建了带有突变的 VP35。使用荧光素酶基因作为突变体 VP35 报告基因的小基因组测定表明，这种疏水性斑块含有参与聚合酶辅因子活性的重要氨基酸残基。此外，我们还对病毒核蛋白-RNA复合物（NP-RNA复合物）的三维结构进行了分子动力学计算，该复合物是马尔堡病毒核衣壳的核心结构，由我们的合作者通过冷冻电镜分析确定。进行了 NP 和 NP 之间的相互作用分析。结果表明，NP 蛋白上负责与基因组 RNA 相互作用的氨基酸在丝状病毒物种中高度保守。换句话说，NP 上的 RNA 结合区也可能作为泛丝状病毒治疗的靶点。

项目成果

Structural insight into Marburg virus nucleoprotein?RNA complex formation

马尔堡病毒核蛋白？RNA复合物形成的结构洞察

• DOI: 10.1038/s41467-022-28802-x
• 发表时间: 2022
• 影响因子: 16.6
• 作者: Fujita;Sugita Yukihiko;Takamatsu Yuki;Houri Kazuya;Igarashi Manabu;Muramoto Yukiko;Nakano Masahiro;Tsunoda Yugo;Taniguchi Ichiro;Becker Stephan;Noda Takeshi
• 通讯作者: Noda Takeshi

Structural Insights into the Interaction of Filovirus Glycoproteins with the Endosomal Receptor Niemann-Pick C1: A Computational Study

丝状病毒糖蛋白与内体受体 Niemann-Pick C1 相互作用的结构见解：计算研究

• DOI: 10.3390/v13050913
• 发表时间: 2021
• 作者: Igarashi Manabu;Hirokawa Takatsugu;Takadate Yoshihiro;Takada Ayato
• 通讯作者: Takada Ayato

Structural insight into Marburg virus nucleoprotein?RNA complex formation

马尔堡病毒核蛋白？RNA复合物形成的结构洞察

• DOI: 10.1038/s41467-022-28802-x
• 发表时间: 2022
• 影响因子: 16.6
• 作者: Fujita;Sugita Yukihiko;Takamatsu Yuki;Houri Kazuya;Igarashi Manabu;Muramoto Yukiko;Nakano Masahiro;Tsunoda Yugo;Taniguchi Ichiro;Becker Stephan;Noda Takeshi
• 通讯作者: Noda Takeshi

マールブルグウイルス 核タンパク質-RNA複合体の構造解析

马尔堡病毒核蛋白-RNA复合物的结构分析

• 发表时间: 2021
• 作者: 藤田陽子;杉田征彦;髙松由基;祝部和也;五十嵐学;角田優伍;村本裕紀子;中野雅博;野田岳志
• 通讯作者: 野田岳志

Niemann-Pick C1-Like 1 inhibitors for reducing cholesterol absorption.

Niemann-Pick C1-Like 1 抑制剂可减少胆固醇吸收。

• DOI: 10.1016/j.ejmech.2022.114111
• 发表时间: 2022-01-01
• 期刊: European journal of medicinal chemistry
• 影响因子: 6.7
• 作者: Renshuai Zhang;Wenjing Liu;J. Zeng;Jing;Hongfei Jiang;Jie Wang;Dongming Xing
• 通讯作者: Dongming Xing