マラリア原虫のヘム生合成に関与する膜輸送タンパク質の同定

疟疾寄生虫血红素生物合成中涉及的膜转运蛋白的鉴定

基本信息

批准号：
15J04920
负责人：
小松谷啓介
金额：
$ 1.24万
依托单位：
Nagasaki University (2016)The University of Tokyo (2015)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J04920/
关键词：
ヘムマラリアヘム定量ヘム生合成アピコプラスト

项目摘要

マラリア原虫は、宿主であるヒト赤血球からヘムを利用する経路を持つことが明らかとなった。しかし、マラリア原虫がどのように宿主からマラリア原虫内にヘムを輸送しているかは全く明らかになっていない。しかし、輸送系を明らかにするためのヘムの定量法が確立していない。その理由は、マラリア原虫はヒト赤血球に寄生し、赤血球はヘモグロビンを大量に含んでいる。また、マラリア原虫はヘモグロビンを分解して生じたヘムを無毒化するためにヘムの重合体であるヘモゾインを形成する。これらはヘムを定量するための妨害物質となる。このために、マラリア原虫においてヘムの定量法は確立していない。そこで、私はマラリア原虫内のヘムの輸送系を明らかにする目的で、ヘムの定量法の確立を試みた。様々な報告や情報を検討し、植物細胞で利用されているヘムの定量法であるアセトン抽出法と西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)を組み合わせた酵素学的アッセイによる高感度ヘム定量法を用いることとした。その結果、この方法を用いることでヘモグロビンやヘモゾインの妨害を受けることなくヘム抽出及び定量を行うことができた。また、このヘムの抽出定量法を用いて、新規抗マラリア薬の候補の一つである5-アミノレブリン酸(ALA)/クエン酸第一鉄ナトリウム(SFC)の作用機序を明らかにした。ALA/SFCを培地に加えた原虫ではコントロール原虫に比べ、細胞内の遊離したヘムの量が増加した。この遊離のヘムが細胞毒性を示し、マラリア原虫の増殖を阻害したと考えられる。以上、アセトン法とHRP assayを用いたヘム定量法によりマラリア原虫の遊離ヘムの測定が可能となり、ALA/SFCの増殖阻害機構に新たな知見を与えた。今後原虫内オルガネラ間のヘム輸送の解析を行うとともに、マラリア原虫のヘムは脳マラリアにも関与していることから、マラリア病態の解析と新しい診断法の応用も期待できる。

研究表明，疟原虫有一种利用宿主人类红细胞中血红素的途径。然而，尚不完全清楚疟原虫如何将血红素从宿主转运到疟原虫中。然而，尚未建立量化血红素以澄清运输系统的方法。原因是疟疾寄生虫寄生在人体红细胞上，而红细胞中含有大量的血红蛋白。此外，疟原虫会形成疟原虫色素（一种血红素聚合物），以解毒分解血红蛋白产生的血红素。这些成为定量血红素的干扰物质。因此，尚未建立定量疟疾寄生虫中血红素的方法。因此，我试图建立一种定量血红素的方法，以阐明疟疾寄生虫内的血红素运输系统。在考虑了各种报告和信息后，我们决定使用一种高度灵敏的方法来定量血红素，该方法结合了丙酮提取（一种定量植物细胞中使用的血红素的方法）和辣根过氧化物酶（HRP）。因此，通过使用该方法，可以在不受血红蛋白或疟原虫色素干扰的情况下进行血红素提取和定量。此外，利用这种血红素提取和定量方法，我们阐明了新抗疟药物候选药物之一的5-氨基乙酰丙酸（ALA）/柠檬酸亚铁钠（SFC）的作用机制。在培养基中添加ALA/SFC的寄生虫中，与对照寄生虫相比，细胞内游离血红素的量增加。人们认为这种游离血红素表现出细胞毒性并抑制疟疾寄生虫的增殖。如上所述，使用丙酮法和HRP测定的血红素定量方法能够测量疟原虫中的游离血红素，并为ALA/SFC的生长抑制机制提供了新的认识。未来，我们将分析疟原虫内细胞器之间的血红素运输，并且由于疟原虫中的血红素也参与脑型疟疾，因此我们希望分析疟疾的病理学并应用新的诊断方法。

项目成果

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Siccanin is a potent and selective inhibitor of Plasmodium falciparum mitochondrial complex II and complex III

Siccanin 是恶性疟原虫线粒体复合物 II 和复合物 III 的有效选择性抑制剂

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
Komatsuya Keisuke; Inaoka Daniel Ken; Kita Kiyoshi
通讯作者：
Kita Kiyoshi

In vivo curative and protective potential of orally administrated 5-aminolevulinic acid plus ferrous iron against malaria

口服 5-氨基乙酰丙酸加亚铁对抗疟疾的体内治疗和保护潜力

DOI：
10.1128/aac.01910-15
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
4.9
作者：
Suzuki S; Hikosaka K; Balogun EO; Komatsuya K; Niikura M; Kobayashi F; Takahashi K; Tanaka T; Nakajima M; Kita K.
通讯作者：
Kita K.

熱帯熱マラリア原虫のミトコンドリア呼吸鎖を標的とした新規薬剤の開発

针对恶性疟原虫线粒体呼吸链的新药开发