平成20年 応用酵素・疾患代謝研究部門(旧酵素分子化学部門)

応用酵素・疾患代謝研究部門の研究は、

1)プロテアーゼを軸にした生命現象と病態の解明
2)プロテアーゼの基質タンパク質と分子シャペロンによる立体構造管理
3)タンパクチップの医療応用 の3本柱で行っている。1997年からの研究について要約する。


1) プロテアーゼを軸にした生命現象と病態の解明

  1. このプロジェクトでは、プロテアーゼ遺伝子を持たないインフルエンザウイルスを主な研究対象として、ウイルスの増殖性を決定する感染細胞側のプロテアーゼを同定し、感染制御の機構を解明している。これまでにウイルス感染細胞性トロピズムと増殖性を決定し、気道粘膜に部位特異的に局在する5種類のトリプシン型プロテアーゼを同定し、その性状と阻害剤の解析から抗ウイルス剤の探索へと進んでいる。
  2. 我が国の小児で特に多く発病するとされているインフルエンザ脳症の発症機序を、全国の小児科医と連携して解析を進めている。重症化したインフルエンザ脳症患者では、持続する高熱時にほとんどの例で血清アシルカルニチンが急速に増加し、Carnitine Palmitoyl Transferase-2 (CPT-2) 欠損症が誘導される事を見いだした。CPT-2のSNP解析から、日本人に多い新規の熱不安定性フェノタイプ変異が同定され、ミトコンドリア脂肪酸代謝酵素の熱不安定性に基づく全身のエネルギー危機の結果と考察している。本症はインフルエンザ感染に限らない事から、「熱不安定性フェノタイプ症」なる新規コンセプトの基に、高熱を伴う乳幼児突然死の原因解明をめざす医薬品機構の基礎研究事業に発展している。
  3. プロテアーゼ阻害効果を持つ生体防御物質として見いだされた肺サーファクタントが、これまでで最も強力な粘膜アジュバントと報告されていたコレラ毒素や大腸菌毒素に匹敵する粘膜アジュバント作用のある事を発見した。新興・再興感染症の危機が言われている中で、「生体粘膜アジュバントによる粘膜ワクチン開発」が科学振興調整費・重点課題解決型研究として平成17年度からスタートし、他の研究施設と連携した研究が展開している。

2) プロテアーゼの基質タンパク質と分子シャペロンによる立体構造管理

プロテアーゼが基質タンパク質を分解するには、立体構造を解きほぐす過程が必要で分子シャペロンが関与すると推定した。これまでの研究から、Hsp70を始めとする様々な分子シャペロンと14-3-3は, ATPase活性を有するが、同時に逆反応を同一速度で持つNucleotide Diphosphate Kinase類似の反応である事を見いだし、ATP結合部位以外にADP結合部位を同定した。現在は、X線結晶構造解析から2ヶ所の核酸結合部位の確認を進めると共に、分子シャペロン機能におけるADP結合の役割の解明を進めている。


3) タンパクチップの医療応用

知的クラスター創成事業への参加を要請されたことから、ダイヤモンド被覆シリコン基板を使用した, 従来に無い高密度集積を可能にしたタンパクチップを考案した。これを用いたアレルギー抗原と抗原エピトープの網羅的解析、診断システムの作成と、プロテオミクス解析への応用を試みている。

 
1997~2008年社会貢献実績報告書

(1)新聞連載、テレビ報道

  1. 2004年5月14日(徳島新聞)トガリネズミの毒解明 ほ乳類で初
  2. 2004年11月23日 (徳島新聞)ワクチンを共同研究 徳大と香港パスツール研(NEDO事業採択)
  3. 2005年3月22日(日本経済新聞)インフルエンザ脳症 重傷者に変異遺伝子
  4. 2005年3月23日(徳島新聞)インフルエンザ脳症 重傷者に変異遺伝子
  5. 2005年5月25日 (徳島新聞)徳大開発タンパクチップ 食物アレルギー診断実用化へ
  6. 2005年5月25日(日本経済新聞)検査用チップ 徳大と研究 クラボウ
  7. 2005年6月2日 (毎日新聞)インフルエンザ予防スプレー開発へ
  8. 2005年6月2日 (徳島新聞)インフルエンザ粘膜ワクチン開発へ
  9. 2005年6月3日 (朝日新聞)高感度チップ実用化へ連携
  10. 2005年6月7日 (読売新聞)インフルエンザウイルス抑制に効果 粘膜ワクチン開発へ
  11. 2005年6月26日(読売新聞)研究室から 血液1滴で多くの検査 アレルギー抗原探る
  12. 2005年10月12日(読売新聞)たんぱく質(生命をかたちづくるもの)第四部 働き温度などで変化 インフルエンザ脳症 重症化へ関与
  13. 2005年12月9日 (徳島新聞)新型インフルエンザ 県年内に行動計画
  14. 2005年12月20日(朝日新聞)脅威の新型インフルエンザ
  15. 2006年1月28日 (朝日新聞)徳島大で感染症研究(拠点の実験棟完成)
  16. 2006年2月3日 (徳島新聞)ウイルス正しい認識を
  17. 2006年2月14日 (徳島新聞)新ワクチンの開発拠点
  18. 2006年3月30日 (NHK)四国各地の話題(研究室紹介)
  19. (四国放送)フォーカス徳島「徳島が最先端」
  20. 2007年9月30日 (テレビ朝日)ヒューマン・サイエンス・スペシャル・免疫医療最前線
  21. 2007年10月12日 (中國新聞)原因タンパクを一度に検査 食物アレルギーで徳島大
  22. 2007年10月12日 (高知新聞/夕刊)食物アレルギー 一度に検査
  23. 2007年12月10日 (週刊文春)インフルエンザ
  24. 2008年5月15日 (朝日新聞)耐性インフル治療薬「リレンザ」が有効 英研究チーム「併用を」
  25. 2008年7月3日 (日経産業新聞)インフルエンザ予防ワクチン 鼻噴霧型 ブタで効果確認

(2)特許権等の知的財産権
  1. 経粘膜及び経皮投与を可能にする抗原薬物ビィークル、これを用いる粘膜免疫の誘導方法、粘膜ワクチン及びDDS、木戸博、他、国立大学法人徳島大学,特願2004-125036(2004年4月21日)
  2. トランスクリプションチップ、木戸博、他、大塚製薬株式会社、PCT, WO 2004/101784 A1(2004年5月13日)
  3. 粘膜免疫、その感作剤を用いる粘膜ワクチン及び予防接種システム、木戸博、他、国立大学法人徳島大学,特願2004-238264(2004年8月18日)
  4. オレキシン誘導組成物、桑島正道、木戸博、国立大学法人徳島大学,特願2004-299151(2004年10月13日)
  5. 遺伝子を用いたインフルエンザ脳炎・脳症のリスク診断法、木戸博、他大塚製薬株式会社、特願2004-335958(2004年11月19日)
  6. 熱不安定性フェノタイプ症の診断方法、木戸博、他大塚製薬株式会社、特願2004-335966(2004年11月19日)
  7. 経粘膜及び経皮投与を可能にする抗原薬物ビィークル、これを用いる粘膜免疫の誘導方法、粘膜ワクチン及びDDS、木戸博、他、国立大学法人徳島大学,PCT/JP 2005/005659(2005年3月22日)
  8. アレルギー疾患の判定方法及びアレルギー疾患の判定キット、木戸博、他、国立大学法人徳島大学,特願2005-089660(2005年3月25日)
  9. ダイヤモンドチップへの蛋白質/ペプチドの固定化方法、木戸博、他、国立大学法人徳島大学,特願2005-089518(2005年3月25日)
  10. IgA抗体の選択的産生からIgA及びIgG両抗体産生への切換えを可能にする抗原薬物ビークルとこれを用いる経鼻・粘膜ワクチン、木戸博、他、国立大学法人徳島大学,特願平2005-227504
  11. 粘膜免疫、その感作剤を用いる粘膜ワクチン及び予防接種システム、木戸博、他、国立大学法人徳島大学、PCT/JP 2005/015379(2005年8月18日)
  12. 解熱鎮痛剤を対象にした脳症の発症リスクの判定方法、及び脳症の治療薬剤のスクリーニング、木戸博、東洋一郎、香坂葵 国立大学法人徳島大学,特願2005-241885(2005年8月23日)
  13. トリプターゼ阻害剤 職務発明/5.0(2006年1月13日)
  14. インフルエンザに有効な抗ウイルス剤 大学帰属特許登録/100.0 (2006年5月30日)
  15. アレルギー疾患の判定方法 大学帰属特許出願/20.0 (2007年3月12日)
  16. モザイクセリンプロテアーゼ、MSPとその応用 大学帰属特許出願/20.0 (2007年3月30日)
  17. インフルエンザウイルス感染防止剤、登録日、職務発明/5.0 (2007年5月25日)

(3)市民向け公開講演会の主催

  1. インフルエンザ感染の脅威と対策の最前線
    平成19年3月13日 青藍講堂 14:00~18:00
  2. 本年のインフルエンザをめぐって
    平成19年1月6日
  3. インフルエンザの怖さを知っておこう 
    平成18年3月4日 シビックセンター 18:00~20:00
  4. ウイルス感染とその戦略的防御   
    平成17年2月28日 東京ガーデンパレス 13:00~17:00

 

業績
  1. D-dopachrome tautomerase is a candidute for key proteins to protect the rat liverdamage by carbon tetrachloride
    Toxi cology.in press (2008) IF:2.919
    Mineyoshi Hiyoshi, Hiroaki Konishi, Hirokazu Uemura, Hideki Matsuzaki, Hideo Tsukamoto, Ryusuke Sugimoto, Hideo Takeda, Satoru Takeshita, Asushi Kitayama, Hidenobu Takami, Fusakazu Sawachika, Hiroshi Kido and Kokichi Arisawa
  2. Involvement of autophagy in trypsinogen activation within the pancreatic acinar cells
    The Journal of Cell Biology, in press (2008) IF:10.152
    Daisuke Hashimoto, Masaki Ohmuraya, Masahiko Hirota, Akitsugu Yamamoto, Koichi Suyama, Satoshi Ida, Yuushi Okumura, Etsuhisa Takahashi, Hiroshi Kido, Kimi Araki, Hideo Baba, Noboru Mizushima, Ken-ichi Yamamura
  3. HIV-1 gp120-mediated disruption of tight junction proteins by induction of proteasome-mediated degradation of zonula occludens-1 and -2 in human brain microvascular endothelial cells
    Journal of NeuroVirology, 14, 186-195 (2008) IF:2.192
    Shinichi Nakamuta, Hiroshi Endo, Youichiro Higashi, Aoi Kousaka, Hiroshi Yamada, Mihiro Yano and Hiroshi Kido
  4. Thermal Instability of Compound Variants of Carnitine Palmitoyltransferase II and Impaired Mitochondrial Fuel Utilization in Influenza-Associated Encephalopathy
    Human Mutation, 29(5); 718-727 (2008) IF:7.92
    Dengbing Yao, Hiroshi Mizuguchi, Miyoko Yamaguchi, Hiroshi Yamada, Junji Chida, Koji Shikata and Hiroshi Kido
  5. Mast cell tryptase and photoaging: possible involvement in the degradation of extra cellular matrix and basement membrane proteins
    Arch Dermatol Res. 300, 69-76 (2008) IF:1.333
    Iddamalgoda A, Le QT, Ito K, Tanaka K, Kojima H, Kido H
  6. Diclofenac augments intracellular influenza virus replication
    Options for the Control of Influenza VI, 633-635 (2008)
    Hiroshi Yamada, Youichiro Higashi, Aoi Kousaka, Tadashi Enomoto and Hiroshi Kido
  7. New effective nasal immunizations of influenza vaccine by a natural mucosal adjuvant from the lung and its synthetic compound
    Options for the Control of Influenza VI, 616-618 (2008)
    Hiroshi Kido, Dai Mizuno, Tsunetomo Takei, Maki Nishino, Wakako Shinahara
  8. MSPL/TMPRSS13
    Front Biosci., Jan 1;13:754-8 (2008) IF:2.771
    Hiroshi Kido, Yuushi Okumura and Dong Ryong Kim
  9. The Molecular Chaperones in the Ubiquitin-Proteasome System, The Ubiquitin Proteasome System
    Eds: Mario Di Napoli and Cezary Wojcik, pp. 207-225 (2008, March 30)
    Mihiro Yano and Hiroshi Kido
  10. Reduced carnitine level suppresses hypothalamic orexin expression during weaning period
    Endocr. J., 54(6): 911-925, (2007) IF:1.140Masamichi Kuwajima, Hiroaki Fujihara, Hiroyoshi Sei, Asako Umehara, Masako Sei, Tomi T. Tsuda, Akiko Sukeno, Tatsuya Okamoto, Yoichi Ueta, Toshio Dai and Hiroshi Kido
  11. Idenifification and analysis of the promoter region of the type II transmembrane serine protease polyserase-1 and its transcript variants
    Biol. Chem., 388(8), 853-858 (2007) IF:2.752
    Masaki Hayama, Yuushi Okumura, Etsuhisa Takahashi, Aki Shimabukuro, Mnabu Tamura, Noriaki Takeda, Takeshi Kubo and Hiroshi Kido
  12. Tissue factor pathway inhibitor is highly susceptible to chymase-mediated proteolysis
    FEBS J., 274,3065-3077 (2007) IF:3.033
    Tsutomu Hamuro, Hiroshi Kido, Yujiro Asada, Kinta Hatakeyama, Yuushi Okumura, Youichi Kunori, Takashi Kamimura, Sadaaki Iwanaga and Shintaro Kamei
  13. A Japanese Adult form of CPT II Deficiency Associated with a Homozygous F383Y Mutation
    Neurology, 69(8), 804-806 (2007) IF:5.690
    J. Aoki, T. Yasuno, H. Sugie, H. Kido, I. Nishino, Y. Shigematsu, M. Kanazawa, M. Takayanagi, M. Kumai, K. Endo, H. Kaneoka, M. Yamaguchi, T. Fukuda and T. Yamamoto
  14. Gatekeeper Role of 14-3-3? Protein in HIV-1 gp120-Mediated Apotosis of Human Endothelial Cells by Inactivation of Bad
    AIDS, 21(8), 911-920 (2007) IF:5.632
    Mihiro Yano, Shinichi Nakamuta, Mayumi Shiota, Hiroshi Endo and Hiroshi Kido
  15. Proteases essential for human influenza virus entry into the cells and their inhibitors as potential therapeutic agents
    Curr. Pharma. Des., 13(3), 405-414 (2007) IF:5.550
    Hiroshi Kido, Yuushi Okumura, Hiroshi Yamda,Trong Quang Le and MihiroYano
  16. Impaired long-chain fatty acid metabolism in mitochondria causes brain vascular invasion by a non-neurotropic epidemic influenza A virus in the newborn/suckling period: implications for influenza-associated encephalopathy
    Mol. Cell. Biochem. 299, 85-92 (2007) IF:1.763Dengfu Yao, Masamichi Kuwajima, Ye Chen, Mayumi Shiota, Yuushi Okumura, Hiroshi Yamada and Hiroshi Kido
  17. A novel function of 14-3-3 protein: 14-3-3? is a heat shock-related molecular chaperone that dissolves thermal-aggregated proteins,
    Mol. Biol. Cell, 17, 4769-4779 (2006) IF:6.562
    M. Yano, S. Nakamuta, X. Wu. Y. Okumura and H. Kido
  18. Sendai virus infection up-regulates trypsin I and matrix metalloproteinase-9, triggering viral multiplication and matrix degradation in rat lungs and lung L2 cells
    Arch. Virol. 151, 2529-2537 (2006) IF:1.850
    H. Yamada, Q.T. Le, A Kousaka, Y. Higashi, M. Tsukane and H. Kido
  19. Serase-1B, a new splice variant of polyserase ?1/TMPRSS9, activates urokinase-type plasminogen activator and the proteolytic activation is negatively regulated by glycosamino-glycans
    Biochem.J. 400, 551-561 (2006) IF:4.100
    Y. Okumura, M. Hayama, E. Takahashi, M.Fujiuchi, A. Shimabukuro, M. Yano and H. Kido
  20. Identification of Trypsin I as a candidate for influenza A virus and Sendai virus envelope glycoprotein processing proteases of virus multiplication in rat brain, 
    Biol Chem., 387, 467-475 (2006) IF:3.366
    Trong Q. Le Miki Kawachi, Hiroshi Yamada, Mayumi Shiota, Yuushi Okumura, and Hiroshi Kido
  21. Myeloid-related protein-8/14 is associated with proinflammatory cytokines in cervical mucus
    J. Reprod. Immunol. 71, 3-11 (2006) IF:2.379
    K. Kunimi, M. Maegawa, M. Kamada, S. Yamamoto, T. Yasui, T. Matsuzaki, A. Kuwahara, H. Furumoto, Y. Ohmoto, H. Kido and M. Irahara
  22. 14-3-3 Protein levels and isoform patterns in the cerebrospinal fluid of Creutzfeldt-Jakob disease patients in the progressive and terminal stages
    J. Clin. Neurosci. 13(6), 661-665 (2006) IF:0.735Yusei Shiga, Hideki Wakabayashi, Koichi Miyazawa, Hiroshi Kido and Yasuto Itoyama
  23. Modified pulmonary surfactant is a potent adjuvant that stimulates the mucosal IgA production in response to the influenza virus antigen
    J. Immunol. 176, 1122-1130 (2006) IF:6.702
    Dai Mizuno, Mikiko Ide-Kurihara, Tomoko Ichinomiya, Itsuka Kubo and Hiroshi Kido
  24. Chromatin-related proteins in pluripotent mouse embryonic stem cells are downregulated after removal of leukemia inhibitory factor
    Biochem. Biophys. Res. Commun. 335, 667-675 (2005) IF:2.836
    Akira Kurisaki, Tatsuo S. Hamazaki,Koji Okabayashi,Tetsuo Iida, Tsutomu Nishine, Ritsu Chonan, Hiroshi Kido, Susumu Tsunasawa, Osamu Nishimura,Makoto Asashima and Hiromu Sugino
  25. Chaperon Activities of the 26S and 20S Proteasome
    Curr. Prot. Pept.Sci., 6, 197-203 (2005) IF:3.00

    Mihiro Yano, Yukiko Kanesaki, Yasuko Koumoto, Masahiro Inoue and Hiroshi Kido
  26. Thermolabile phenotype of carnitine palmitoyltransferase II variations as a predisposing factor for influenza-associated encephalopathy
    FEBS Lett. 579, 2040-2044 (2005) IF:3.609
    Y. Chen, H. Mizuguchi, D. Yao, M. Ide, Y. Kuroda, Y. Shigematsu, S. Yamaguchi, M. Yamaguchi, M. Kinoshita and H.Kido
  27. Purification and characterization of brarinasin, a new tissue kallikurein-like protease from the short-tailed shrew Blarina brevicauda-comparative stadies with blarina toxin,
    Biol. Chem., 386, 177-182 (2005) IF:3.366
    Masaki Kita, Yuushi Okumura, Satoshi D. Ohdachi, Yuichi Oba, Michiyasu Yoshikuni, Yasuo Nakamura,Hiroshi Kido and Daisuke Uemura
  28. Mitochondrial targeting sequence of the influenza A virus PB1-F2 protein and its function in mitochondria
    FEBS Lett. 578, 331-336 (2004) IF:3.609
    Hiroshi Yamada, Ritsu Chounan, Youichirou Higashi, Naoki Kurihara and Hiroshi Kido
  29. Secretory leukoprotease inhibitor and pulmonary surfactant serve as principal defenses against influenza A virus infection in the airway and chemical agents up-regulating their levels may have therapeutic potential
    Biol. Chem., 385, 1029-1034 (2004) IF:3.366
    Hiroshi Kido, Yuushi Okumura, Hiroshi Yamada, Dai Mizuno, Youichirou Higashi and Mihiro Yano
  30. Blarina toxin, a mammalian lethal venom from the short-tailed shrew Blarina brevicauda: Isolation and characterization
    Proc. Natl. Acad. Sci. USA,101(20), 7542-7547(2004) IF:10.272
    Masaki Kita, Yasuo Nakamura, Yuushi Okumura, Satoshi D. Ohdachi, Yuichi Oba, Michiyasu Yoshikuni, Hiroshi Kido and Daisuke Uemura
  31. Accumulation of mini-plasmin in the cerebral capillaries causes vascular invation of the murine brain by a pneumotropic influenza A virus: implications for influenza-associated encephalopathy
    Biol. Chem., 385(6), 487-492 (2004) IF:3.366
    Dengfu Yao, Ye Chen, Masamichi Kuwajima, Mayumi Shiota and Hiroshi Kido
  32. 20S Proteasome prevents aggregation of heat-denatured proteins without PA700 regulatory subcomplex like a molecular chaperone
    Biomacromolecules, 5(4), 1465-1469 (2004) IF:2.824
    Mihiro Yano, Yasuko Koumoto, Yukiko Kanesaki, Xueji Wu and Hiroshi Kido
  33. Inhibitory effect of FK506 and Cyclosporine A on the growth and invation of human liver cancer cells
    J. Med. Invest. 51, 63-69 (2004)
    Manabu Sakai, Hidenori Miyake, Seiki Tashiro, Yuushi Okumura and Hiroshi Kido
  34. Endothelin-1 peptides and IL-5 synergistically increase the expression of IL-13 in eosinophils
    Biochem. Biophys. Res. Commun. 315(4), 782-787 (2004) IF:2.836
    Ping Cui, Saimoon Sharmin, ,Mihiro Yano, Dai Mizuno, and Hiroshi Kido
  35. The second metal-binding site of 70kDa heat-shock protein is essential for ADP-binding, ATP hydrolysis and ATP synthesis
    Biochem. J. ,378, 793-799 (2004) IF:4.101
    Xueji Wu, Mihiro Yano, Hiroyo Washida and Hiroshi Kido