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B型肝炎ウイルス / タンパク質―タンパク質相互作用 / NMR / in silicoスクリーニング

本研究では、B型肝炎ウイルス（HBV）が肝細胞に侵入する際に必須のpreS1とNTCPの相互作用、およびHBVの増殖時に必要なpreSとキャプシド（Cp）の相互作用を原子分解能で明らかにすることでHBVの肝細胞侵入・増殖のメカニズムを解明すること、さらに明らかにした相互作用様式に基づき、その相互作用を阻害する化合物を抗HBV薬候補化合物として提唱することを目的としている。
今年度は、preS1とNTCPの複合体の立体構造解析に向けて、サンプルの大量調製と結合親和性の定量的な解析を目指した。しかし、NTCPを再現性よく調製することに難航したため、目的の達成には至らなかった。一方で、preS1はミリストイル化されることが肝細胞膜上のNTCPとの結合に重要であることが知られている。そこで、NTCPの調製と並行してミリストイル化preS1の解析や、preS1に結合してNTCPとの相互作用を阻害することが報告されている化合物とpreS1との相互作用をNMR法や等温滴定型カロリメトリーにより調べた。その結果、溶液中においてミリストイル化preS1のミリストイル基が、preS1の疎水性領域と相互作用することが示唆された。また、preS1に結合してNTCPとの結合を阻害する化合物には、複数分子の化合物がpreS1に結合して、複合体の凝集を引き起こすものが存在することが分かった。現在、preS1を分割したペプチドを用いることにより化合物の結合部位や相互作用様式を明らかにし、preS1とNTCPの相互作用の阻害様式を解明することを試みている。

B型肝炎ウイルス / タンパク質―タンパク質相互作用 / NMR / 無細胞合成 / キャプシド / NTCP / 無細胞タンパク質合成 / タンパク質ータンパク質相互作用 / タンパク質－タンパク質相互作用 / ナノディスク / HBV / X線結晶構造解析

B型肝炎ウイルス（HBV）がどのようにして肝細胞に特異的に侵入するのか、およびHBVが宿主細胞内においてどのように増殖するのかを立体構造の観点から解明し、HBV治療薬創製の構造基盤を得ることを目指した。
肝細胞に特異的に発現しているHBV受容体であるNTCPを無細胞合成系にて調製することに成功し、HBVの外殻タンパク質のpreS1領域との相互作用を検出した。HBVの増殖における外殻膜形成にはキャプシドと外殻タンパク質のpreS領域の相互作用が重要であるが、キャプシドは主にpreS2領域と直接相互作用することを明らかにした。

本研究において、preS1結合活性をもつNTCPの調製に成功した。これまでにHBVのpreS1領域とNTCPの相互作用がHBVの肝細胞侵入に必須であることが報告されているが、NTCPの立体構造は全く分かっていない。今後、NTCPを大量に調製しpreS1との相互作用を解析することで、NTCPとpreS1の複合体構造の解明やNTCPとの結合に重要なpreS1領域上の残基の同定が期待できる。また、キャプシドとpreS領域の相互作用には、主にpreS2領域が関与していることが分かった。この相互作用は、HBV阻害剤の新たな作用点となりうる。

HBV / 溶液NMR / B型肝炎ウイルス / NMR / 構造生物学 / B型肝炎ウィルス / X線結晶構造解析 / ウイルス / 膜タンパク質

B型肝炎ウイルス（HBV）の感染により発症する慢性B型肝炎は、肝癌や肝硬変のリスク因子である。現在の治療薬は核酸アナログとインターフェロンのみであり、ウイルスを排除できないことが問題である。そこで本研究では、HBV感染の構造メカニズムを明らかにし、治療薬創製の構造基盤を得ることを目指した。
感染に重要なHBVの外殻タンパク質であるpreS、preS1、preS2の大量調製法を確立し、NMRシグナルの帰属を行うことで、HBV受容体であるNTCPとの相互作用解析の準備が整った。NTCPは大腸菌での発現に成功した。

【研究分担者】
大澤匡範	慶應義塾大学	薬学部(芝共立)	教授	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
大澤匡範	慶應義塾大学	薬学部(芝共立)	教授	(Kakenデータベース)