坂本 寛 (サカモト ヒロシ)

SAKAMOTO Hiroshi

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職名

教授

研究室住所

福岡県飯塚市川津680-4

研究分野・キーワード

タンパク質、酵素、ペプチド、ヘム、構造活性相関、触媒機構

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0948-29-7815

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Scopus 論文情報  
総論文数: 0  総Citation: 0  h-index: 9

Citation Countは当該年に発表した論文の被引用数

取得学位 【 表示 / 非表示

  • 九州大学 -  博士(理学)  1992年03月

学内職務経歴 【 表示 / 非表示

  • 2019年04月
    -
    継続中

    九州工業大学   大学院情報工学研究院   生命化学情報工学研究系   教授  

  • 2016年04月
    -
    継続中

    九州工業大学   学習教育センター   センター長  

  • 2013年01月
    -
    2019年03月

    九州工業大学   大学院情報工学研究院   生命情報工学研究系   教授  

所属学会・委員会 【 表示 / 非表示

  • 2011年05月
     
     
     

    日本生化学会九州支部例会  日本国

  • 2008年04月
    -
    継続中
     

    蛋白質と酵素の構造と機能に関する九州シンポジウム  日本国

  • 2007年04月
    -
    継続中
     

    泉屋コロキウム  日本国

  • 2004年04月
    -
    2005年03月
     

    第1回アジア太平洋国際ペプチドシンポジウム/第41回日本ペプチドシンポジウム  日本国

  • 2000年01月
    -
    継続中
     

    フロンティア生命化学研究会  日本国

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専門分野(科研費分類) 【 表示 / 非表示

  • 構造生物化学

  • 機能生物化学

  • 生物分子化学

  • 生体関連化学

 

論文 【 表示 / 非表示

  • Computer‑Assisted Screening of Mycobacterial Growth Inhibitors: Exclusion of Frequent Hitters with the Assistance of the Multiple Target Screening Method

    Kohei Kuriki, Junichi Taira, Masato Kuroki, Hiroshi Sakamoto, Shunsuke Aoki

    International Journal of Mycobacteriology    10 ( 3 ) 307 - 311   2021年09月  [査読有り]

     概要を見る

    Background: The emergence of frequent hitters (FHs) remains a challenge in drug discovery. We have previously used in silico structure‑based
    drug screening (SBDS) to identify antimycobacterial candidates. However, excluding FHs has not been integrated into the SBDS system.
    Methods: A dataset comprising 15,000 docking score (protein–compound affinity matrix) was constructed by multiple target screening (MTS):
    DOCK–GOLD two‑step docking simulations with 154,118 compounds versus the 30 target proteins essential for mycobacterial survival. After
    extraction of 141 compounds from the protein–compound affinity matrix, compounds determined to be FHs or false positives were excluded.
    Antimycobacterial properties of the top nine compounds selected through SBDS were experimentally evaluated. Results: Nine compounds
    designated KS1–KS9 were selected for experimental evaluation. Among the selected compounds, KS3, identified as adenosylhomocysteinase
    inhibitor, showed a potent inhibitory effect on antimycobacterial growth (inhibitory concentration [IC] 50 = 1.2 M). However, the compound
    also showed potent cytotoxicity. Conclusion: The MTS method is applicable in SBDS for the identification of enzyme‑specific inhibitors.

    DOI

  • Complex Formation of Heme Oxygenase-2 with Heme Is Competitively Inhibited by the Cytosolic Domain of Caveolin-1

    Takemoto M., Sakamoto H., Higashimoto Y., Taira J.

    Biochemistry    60 ( 29 ) 2300 - 2308   2021年07月  [査読有り]

     概要を見る

    The mechanism and physiological functions of heme oxygenase-2 (HO-2)-mediated carbon monoxide (CO) production, accompanied by heme metabolism, have been studied intensively in recent years. The enzymatic activity of constitutively expressed HO-2 must be strictly controlled in terms of the toxicity and chemical stability of CO. In this study, the molecular interaction between HO-2 and caveolin-1 and its effect on HO action were evaluated. An enzyme kinetics assay with residues 82-101 of caveolin-1, also called the caveolin scaffold domain, inhibited HO-2 activity in a competitive manner. Analytical ultracentrifugation and a hemin titration assay suggested that the inhibitory effect was generated by direct binding of caveolin-1 to aromatic residues, which were defined as components of the caveolin-binding motif in the HO-2 heme pocket. Herein, we developed a HO-2-based fluorescence bioprobe, namely EGFP-Δ19/D159H, which was capable of quantifying heme binding by HO-2 as the initial step in the CO production. The fluorescence of EGFP-Δ19/D159H decreased in accordance with 5-aminolevulinic acid-facilitated heme biosynthesis in COS-7 cells. In contrast, expression of the N-terminal cytosolic domain of caveolin-1 (residues 1-101) increased the probe fluorescence, suggesting that the cytosolic domain of caveolin-1 potently inhibits the binding of heme to the heme pocket of EGFP-Δ19/D159H. Taken together, our results suggest that caveolin-1 is a negative regulator of HO-2 enzymatic action. Moreover, our bioprobe EGFP-Δ19/D159H represents a powerful tool for use in future studies addressing HO-2-mediated CO production.

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  • Conformational equilibrium of NADPH–cytochrome P450 oxidoreductase is essential for heme oxygenase reaction

    Sugishima M., Taira J., Sagara T., Nakao R., Sato H., Noguchi M., Fukuyama K., Yamamoto K., Yasunaga T., Sakamoto H.

    Antioxidants    9 ( 8 ) 1 - 13   2020年07月  [査読有り]

     概要を見る

    © 2020 by the authors. Licensee MDPI, Basel, Switzerland. Heme oxygenase (HO) catalyzes heme degradation using electrons supplied by NADPH–cytochrome P450 oxidoreductase (CPR). Electrons from NADPH flow first to FAD, then to FMN, and finally to the heme in the redox partner. Previous biophysical analyses suggest the presence of a dynamic equilibrium between the open and the closed forms of CPR. We previously demonstrated that the open-form stabilized CPR (∆TGEE) is tightly bound to heme–HO-1, whereas the reduction in heme–HO-1 coupled with ∆TGEE is considerably slow because the distance between FAD and FMN in ∆TGEE is inappropriate for electron transfer from FAD to FMN. Here, we characterized the enzymatic activity and the reduction kinetics of HO-1 using the closed-form stabilized CPR (147CC514). Additionally, we analyzed the interaction between 147CC514 and heme–HO-1 by analytical ultracentrifugation. The results indicate that the interaction between 147CC514 and heme–HO-1 is considerably weak, and the enzymatic activity of 147CC514 is markedly weaker than that of CPR. Further, using cryo-electron microscopy, we confirmed that the crystal structure of ∆TGEE in complex with heme–HO-1 is similar to the relatively low-resolution structure of CPR complexed with heme–HO-1 in solution. We conclude that the “open–close” transition of CPR is indispensable for electron transfer from CPR to heme–HO-1.

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  • Improvement of the novel inhibitor for Mycobacterium enoyl-acyl carrier protein reductase (InhA): a structure–activity relationship study of KES4 assisted by in silico structure-based drug screening

    Taira J., Umei T., Inoue K., Kitamura M., Berenger F., Sacchettini J.C., Sakamoto H., Aoki S.

    Journal of Antibiotics    73   372 - 381   2020年01月  [査読有り]

     概要を見る

    © 2020, The Author(s), under exclusive licence to the Japan Antibiotics Research Association. InhA or enoyl-acyl carrier protein reductase of Mycobacterium tuberculosis (mtInhA), which controls mycobacterial cell wall construction, has been targeted in the development of antituberculosis drugs. Previously, our in silico structure-based drug screening study identified a novel class of compounds (designated KES4), which is capable of inhibiting the enzymatic activity of mtInhA, as well as mycobacterial growth. The compounds are composed of four ring structures (A–D), and the MD simulation predicted specific interactions with mtInhA of the D-ring and methylene group between the B-ring and C-ring; however, there is still room for improvement in the A-ring structure. In this study, a structure–activity relationship study of the A-ring was attempted with the assistance of in silico docking simulations. In brief, the virtual chemical library of A-ring-modified KES4 was constructed and subjected to in silico docking simulation against mtInhA using the GOLD program. Among the selected candidates, we achieved synthesis of seven compounds, and the bioactivities (effects on InhA activity and mycobacterial growth and cytotoxicity) of the synthesized molecules were evaluated. Among the compounds tested, two candidates (compounds 3d and 3f) exhibited superior properties as mtInhA-targeted anti-infectives for mycobacteria than the lead compound KES4.

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  • Structural modification of a novel inhibitor for mycobacterium enoyl-acyl carrier protein reductase assisted by in silico structure-based drug screening

    Taira J., Nagano T., Kitamura M., Yamaguchi M., Sakamoto H., Aoki S.

    International Journal of Mycobacteriology    9 ( 1 ) 12 - 17   2020年01月  [査読有り]

     概要を見る

    © 2020 Medknow. All rights reserved. Background: Mycobacterium tuberculosis enoyl-acyl carrier protein reductase (mtInhA) is involved in the biosynthesis of mycolic acids, a major component of mycobacterial cell walls, and has been targeted in the development of anti-tuberculosis (TB) drugs. In our previous in silico structure-based drug screening study, we identified KES4, a novel class of mtInhA inhibitor. KES4 is composed of four ring structures (A-D-rings) and molecular dynamic simulation predicted that the D-ring is essential for the interaction with mtInhA. Methods: The structure-activity relationship study of the D-ring was attempted and aided by in silico docking simulations to improve the mtInhA inhibitory activity of KES4. A virtual chemical library of the D-ring-modified KES4 was then constructed and subjected to in silico docking simulation against mtInhA using the GOLD program. The candidate compound showing the highest GOLD score, referred to as KEN1, was synthesized, and its biological properties were compared with those of the lead compound KES4. Results: We achieved the synthesis of KEN1 and evaluated its effects on InhA activity, mycobacterial growth, and cytotoxicity. The antimycobacterial activity of KEN1 was comparable to that of the lead compound (KES4), although it exhibited superior activity in mtInhA inhibition. \Conclusions: We obtained a KES4 derivative with high mtInhA inhibitory activity by in silico docking simulation with a chemical library consisting of a series of D-ring-modified KES4.

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口頭発表・ポスター発表等 【 表示 / 非表示

  • e ポートフォリオによる学修成果の可視化の事例報告

    坂本寛

    大学 e ラーニング協議会 / 日本リメディアル教育学会 合同フォーラム 2019  2020年03月  -  2020年03月    大学eラーニング協議会

  • カベオリン-1によるヘムオキシゲナーゼ-2の酵素活性の競合阻害および超遠心分析による複合体形成の解析

    武本美沙希, 平順一, 東元祐一郎, 坂本寛

    蛋白質と酵素の構造と機能に関する九州シンポジウム  (国民宿舎 マリンテラスあしや)  2019年09月  -  2019年09月   

  • 細胞内遊離ヘムの検出濃度レンジ拡大に向けたヘムバイオプローブの親和性の改変

    長濱和樹, 中島音海, 平順一, 小松英幸, 坂本寛

    蛋白質と酵素の構造と機能に関する九州シンポジウム  (国民宿舎 マリンテラスあしや)  2019年09月  -  2019年09月   

  • 分析用超遠心を用いたヘムオキシゲナーゼ2とカベオリン1の細胞内領域の複合体形成の親和性解析

    武本美沙希, 平順一, 東元祐一郎, 坂本寛

    2019年度 日本生化学会九州支部例会  (長崎大学文京キャンパス)  2019年06月  -  2019年06月    日本生化学会九州支部

  • ヘムオキシゲナーゼのヘム結合の熱力学:置換等温滴定熱測定による精密解析

    小松英幸, 奥田真孝, 山本真平, 東元祐一郎, 野口正人, 坂本寛

    第85回日本生化学会大会  (福岡国際会議場)  2012年12月  -  2012年12月   

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工業所有権 【 表示 / 非表示

  • 金属プロトポルフィリン錯体の定量方法およびそれに用いる酵素センサー

    特願 2009-129822  特許 05761660  日本国

    坂本寛,古賀真也,小松英幸

講演 【 表示 / 非表示

  • eポートフォリオによる学修成果の可視化ー教育の質保証と産学連携を基礎とした人材育成を目指してー

    大学教育再生加速プログラム(AP)成果報告会 ( 公立千歳科学技術大学 B102講義室 )  2019年11月09日  公立千歳科学技術大学

  • ヘム分解系酵素の反応機構と相互作用

    平成23年度日本生化学会九州支部例会シンポジウム「生命応答を制御するヘム結合タンパク質」 ( 久留米 )  2011年05月21日 

科研費獲得実績 【 表示 / 非表示

  • ヘムオキシゲナーゼ反応の中間過程および電子授受機構の解明

    基盤研究(C)

    研究期間:  2009年04月  -  2012年03月

    研究課題番号:  21590321

  • ヘムオキシゲナーゼによるヘム分解中間過程とCOのガス状伝達物質としての意義

    基盤研究(C)

    研究期間:  2006年04月  -  2009年03月

    研究課題番号:  18590278

  • ヘムオキシゲナーゼの酵素化学的検討とヘム分解系マシーナリーへの展開

    基盤研究(C)

    研究期間:  2006年04月  -  2009年03月

    研究課題番号:  18550153

  • ヘムは如何に壊れるのか-結晶構造に基づくヘムオキシゲナーゼの触媒機構の解明-

    基盤研究(C)

    研究期間:  2003年04月  -  2006年03月

    研究課題番号:  15550155

  • 結晶構造に基づくヘムオキシゲナーゼによるヘム分解機構の検討

    基盤研究(C)

    研究期間:  2003年04月  -  2006年03月

    研究課題番号:  15590260

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担当授業科目 【 表示 / 非表示

  • 2020年度  化学Ⅰ

  • 2020年度  ケミカルバイオロジー

  • 2020年度  化学実験

  • 2020年度  生命化学特論

  • 2020年度  酵素工学

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教育活動に関する受賞・指導学生の受賞など 【 表示 / 非表示

  • 学生優秀ポスター賞

    2019年09月   第43回蛋白質と酵素の構造と機能に関する九州シンポジウム

 

学会・委員会等活動 【 表示 / 非表示

  • 2021年06月
    -
    2023年05月

    日本生物工学会   支部編集委員

  • 2021年04月
    -
    2023年03月

    日本生物工学会   代議員(九州支部)

  • 2019年09月
     
     

    蛋白質と酵素の構造と機能に関する九州シンポジウム   第43回 実行委員長

  • 2017年04月
    -
    継続中

    日本生物工学会   九州支部 評議員

  • 2017年04月
    -
    継続中

    泉屋コロキウム   会長

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社会貢献活動(講演会・出前講義等) 【 表示 / 非表示

  • 教育フォーラム・文部科学省GPフォーラム「大学教育におけるパラダイムシフトと新機軸」「学修自己評価システムによる学修意識改革の取り組み」

    2012年03月