ブックタイトル日本結晶学会誌Vol60No2-3

概要

日本結晶学会誌Vol60No2-3

坂本泰一互作用することで，活性を向上させていると考えられている．同様に，前述のαアミラーゼに結合するアプタマーやSOMAmerも，人工塩基を含んでおり，人工塩基がアプタマーの結合に重要であることがわかっている. 20）,21）天然の塩基は4種類であるが，人工塩基を導入することにより，アプタマーの構造の多様性，アプタマーと標的タンパク質の相互作用の多様性は大きく広がる．実際，SOMAmerの構造解析の結果から，人工塩基が標的タンパク質と特異的な相互作用をしていることが明らかとなっている.5）近年，SELEX法の改良によって，非天然のヌクレオチドを導入したアプタマーの作製が可能になってきている．しかし，非天然のヌクレオチドを酵素に認識させてアプタマーを作るため，官能基の大きさなどに制限がある．したがって，アプタマーの安定性を向上させたり，高機能化するためには，SELEX後にアプタマーの化学修飾を行われている，この場合，化学修飾により，結合活性が低くなることも少なくない．筆者は，アプタマーの化学修飾を効率的に行う方法を確立するため，日本大学と共同でアプタマーの計算科学による改変を試みている．また，相互作用の熱力学的解析も行っている. 25）今後，より多くのRNAアプタマーとタンパク質の複合体の結晶構造が明らかとなり，アプタマーの医薬品が構造を基盤とした創薬（Structure Based Drug Design；SBDD）によって開発されることが期待される．謝辞本原稿の内容は，筆者がアプタマーの構造研究を行う過程で得た知見をまとめたものである．長きにわたりご指導，叱咤激励いただいた河合剛太教授（千葉工業大学），アプタマーの研究に導いていただいた中村義一名誉教授（東京大学），AMLの研究でご指導いただいた神津知子博士（埼玉県立がんセンター），X線結晶構造解析についてご指導いただいた松村浩由教授（立命館大学），杉山成教授（高知大学）ほか，多くの共同研究者に感謝申し上げます．また，アプタマーの研究に粘り強く取り組んでくれた野村祐介博士（国立医薬品食品衛生研究所），天野亮博士（東京大学）に感謝します．最後に，本原稿を執筆する機会をくださった杉山成教授に感謝いたします．文献1）E. W. Ng, D. T. Shima, P. Calias, E. T. Cunningham Jr., D. R. Guyerand A. P. Adamis: Nat. Rev. Drug Discov. 5, 123（2006）.2）A. D. Ellington and J. Szostak: Nature 346, 818（1990）.3）C. Tuerk and L. Gold: Science 249, 505（1990）.4）T. Sakamoto: Aptamers 1, 13（2017）.5）A. D. Gelinas, D. R. Davies and N. Janjic: Curr. Opin. Struct. Biol.36, 122（2016）.6）A. Oguro, T. Ohtsu, Y. V. Svitkin, N. Sonenberg and Y. Nakamura:RNA 9, 394（2003）.7）T. Sakamoto, A. Oguro, G. Kawai, T. Ohtsu and Y. Nakamura:Nucleic Acids Res. 33, 745（2005）.8）S. Miyakawa, Y. Nomura, T. Sakamoto, Y. Yamaguchi, K. Kato, S.Yamazaki and Y. Nakamura: RNA 14, 1154（2008）.9）E. Inomata, E. Tashiro, S. Miyakawa, Y. Nakamura and K. Akita:Biochimie 145, 113（2018）.10）S. Sugiyama, Y. Nomura, T. Sakamoto, T. Kitatani, A. Kobayashi,S. Miyakawa, Y. Takahashi, H. Adachi, K. Takano, S. Murakami, T.Inoue, Y. Mori, Y. Nakamura and H. Matsumura: Acta Crystallogr.Sect. F Struct. Biol. Cryst. Commun. 64, 942（2008）.11）Y. Nomura, S. Sugiyama, T. Sakamoto, S. Miyakawa, H. Adachi,K. Takano, S. Murakami, T. Inoue, Y. Mori, Y. Nakamura and H.Matsumura: Nucleic Acids Res. 38, 7822（2010）.12）J. Fukunaga, Y. Nomura, Y. Tanaka, R. Amano, T. Tanaka, Y.Nakamura, G. Kawai, T. Sakamoto and T. Kozu: RNA, 19, 927（2013）.13）Y. Nomura, Y. Tanaka, J. Fukunaga, K. Fujiwara, M. Chiba,I. Iibuchi, T. Tanaka, Y. Nakamura, G. Kawai, T. Kozu and T.Sakamoto: J. Biochem. 154, 513（2013）.14）Y. Nomura, K. Yamazaki, R. Amano, K. Takada, T. Nagata, N.Kobayashi, Y. Tanaka, J. Fukunaga, M. Katahira, T. Kozu, Y.Nakamura, Y. Haishima, H. Torigoe and T. Sakamoto: J. Biochem.162, 432（2017）.15）R. Amano, K. Takada, Y. Tanaka, Y. Nakamura, G. Kawai, T. Kozuand T. Sakamoto: Biochemistry 55, 6221（2016）.16）K. Takada, R. Amano, Y. Nomura, Y. Tanaka, S. Sugiyama, T.Nagata, M. Katahira, Y. Nakamura, T. Kozu and T. Sakamoto: FEBSOpen Bio 8, 264（2018）.17）Y. Lin and S.D. Jayasena: J. Mol. Biol. 271, 100（1997）18）J. W. Yoon, I. H. Jang, S. C. Heo, Y. W. Kwon, E. J. Choi, K. H. Bae,D. S. Suh, S. C. Kim, S. Han, S. Haam, J. Jung, K. Kim, S. H. Ryuand J. H. Kim: PLoS One 10, e0131785（2015）.19）Y. Nakamura: Biochimie 145, 22（2018）.20）H. Minagawa, K. Onodera, H. Fujita, T. Sakamoto, J. Akitomi,N. Kaneko, I. Shiratori, M. Kuwahara, K. Horii and I. Waga: Sci.Reports 7, 42716（2017）.21）L. Gold, J. J. Walker, S. K. Wilcox and S. Williams: New Biotechnol.29, 543（2012）22）S. M. A. Rahman, S. Seki, S. Obika, H. Yoshikawa, K. Miyashitaand T. Imanishi: J. Am. Chem. Soc. 130, 4886（2008）.23）I. Lebars, T. Richard, C. Di Primo and J. -J. Toulme: Nucleic AcidsRes. 35, 6103（2007）24）M. Kimoto, R. Yamashige, K. Matsunaga, S. Yokoyama and I.Hirao: Nature Biotech. 31, 453（2013）.25）T. Sakamoto, E. Ennifar and Y. Nakamura: Biochimie 145, 91（2018）.プロフィール坂本泰一Taiichi SAKAMOTO千葉工業大学先進工学部生命科学科Faculty of Advanced Engineering, Chiba Institute ofTechnology〒275-0016千葉県習志野市津田沼2-17-12-17-1 Tsudanuma, Narashino-shi, Chiba 275-0016,Japane-mail: taiichi.sakamoto@p.chibakoudai.jp最終学歴：横浜国立大学大学院工学研究科専門分野：構造生物学，RNA工学現在の研究テーマ：アプタマーの作製および構造解析趣味：音楽鑑賞，旅行134日本結晶学会誌第60巻第2･3号（2018）