ヒト膜タンパク質を標的とした中分子構造創薬研究の基盤構築

为针对人膜蛋白的中分子结构药物发现研究奠定基础

• 批准号: 19H00923
• 负责人: 岩田 想
• 金额: $ 28.87万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19H00923/
• 关键词: 膜タンパク質; 中分子; クライオ電子顕微鏡; 創薬; B型肝炎ウイルス; 創薬ターゲット; 中分子ペプチド; クライオ電子顕微鏡単粒子解析; ウイルス感染受容体; 抗ウイルス薬; 抗体; ファージディスプレイ; X線結晶構造解析; 構造生物学

がん、神経疾患、感染症など種々の疾病に対する医薬品の分子標的の多くは多数回膜貫通型の内在性膜タンパク質であり、現在の構造生物学の技術水準に照らせばその精密立体構造決定は難度が高い。それが律速となり構造ベースの創薬研究の進展は限定的である。本研究ではわれわれがこれまでに開発した独自の膜タンパク質構造解析技術を活用して、ヒト創薬ターゲット膜タンパク質に対する中分子医薬品候補化合物の作用機序を構造学的に検証することを目指している。本年度はB型肝炎ウイルス (HBV) の侵入阻害剤開発に向けて、感染受容体NTCPの構造を解明し、医薬候補リガンドである中分子リポペプチドとの相互作用に重要なドメインやアミノ酸残基を立体構造上でマッピングすることに成功した。NTCPは胆汁酸の腸肝循環を担う肝細胞基底膜のトランスポーターとして1990年代に発見された9回膜貫通タンパク質である。HBVはエンベロープタンパク質LHBsのN末端部分であるpreS1領域を介して宿主細胞膜上のNTCPと相互作用することで、細胞表面に高親和性の結合をする。本年度の研究において、クライオ電子顕微鏡解析によりヒトNTCP単体の構造を分解能3.4オングストロームで決定した。NTCPの輸送基質であるタウロコール酸が結合する中央部のキャビティーの存在が明らかになった。NTCP変異体機能解析やpreS1存在下でのNTCPのクライオ電子顕微鏡単粒子解析の結果から、このキャビティーの細胞外側開口部がpreS1結合にも関与する可能性が強く示唆された。またNTCP―preS1相互作用では、preS1のN末端脂質修飾（N-ミリストイル化）が必要であり、N末端側48残基が受容体との結合に重要であることを確認した。

癌症、神经系统疾病、传染病等多种疾病的药物分子靶点很多都是多跨膜整合膜蛋白，以目前结构生物学的技术水平，很难确定其精确的三维结构。结构难度高。这是速率限制，基于结构的药物发现研究的进展是有限的。在本研究中，我们旨在利用我们开发的独特的膜蛋白结构分析技术，从结构上验证中分子药物候选化合物对人类药物发现靶标膜蛋白的作用机制。今年，为了开发乙型肝炎病毒（HBV）的进入抑制剂，我们将阐明感染受体NTCP的结构，并鉴定对于与候选药物中型脂肽相互作用重要的结构域和氨基酸残基我们成功地绘制了三维结构。 NTCP 是 20 世纪 90 年代发现的一种九次跨膜蛋白，作为肝细胞基底膜转运蛋白，负责胆汁酸的肠肝循环。 HBV 通过包膜蛋白 LHB 的 N 端 preS1 区域与宿主细胞膜上的 NTCP 相互作用，以高亲和力与细胞表面结合。在今年的研究中，我们使用冷冻电子显微镜分析以 3.4 埃的分辨率单独确定了人类 NTCP 的结构。揭示了中央空腔的存在，牛磺胆酸（NTCP 的运输底物）与牛磺胆酸结合。在 preS1 存在的情况下，NTCP 突变体的功能分析和 NTCP 的冷冻电子显微镜单颗粒分析结果强烈表明，该空腔的细胞外开口也可能参与 preS1 结合。我们还证实，NTCP-preS1 相互作用需要 preS1 的 N 端脂质修饰（N-肉豆蔻酰化），并且 48 个 N 端残基对于受体结合很重要。

项目成果

Stockholm University(スウェーデン)

斯德哥尔摩大学（瑞典）

In vitropharmacological profile of KW-6356, a novel adenosine A2Areceptor antagonist/inverse agonist

新型腺苷 A_2A 受体拮抗剂/反向激动剂 KW-6356 的<i>体外</i>药理学特征

• DOI: 10.1124/molpharm.122.000633
• 发表时间: 2023
• 影响因子: 3.6
• 作者: Ohno Yutaro;Suzuki Michihiko;Asada Hidetsugu;K;a Tomoyuki;Saki Mayumi;Miyagi Hikaru;Yasunaga Mai;Suno Chiyo;Iwata So;Saito Jun;Uchida Shinichi
• 通讯作者: Uchida Shinichi

Molecular basis for anti-insomnia drug design from structure of lemborexant-bound orexin 2 receptor

lemborexant 结合 orexin 2 受体结构的抗失眠药物设计的分子基础

• DOI: 10.1016/j.str.2022.11.001
• 发表时间: 2022
• 影响因子: 5.7
• 作者: Asada Hidetsugu;Im Dohyun;Hotta Yunhon;Yasuda Satoshi;Murata Takeshi;Suno Ryoji;Iwata So
• 通讯作者: Iwata So

B型肝炎ウイルス受容体NTCPの構造解析

乙型肝炎病毒受体NTCP的结构分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 浅見仁太;木村香菜子;藤田陽子;石田英子;張志寛;野村弥生;劉紅;植村智子;佐藤有美;小野真嗣;山本雅貴;野田岳志;重松秀樹;Drew David;岩田想;清水敏之;野村紀通;大戸梅治
• 通讯作者: 大戸梅治

GPCRの活性化機構とそのファインチューニング

GPCR激活机制及其微调

• 发表时间: 2021
• 作者: 岩田想