変異HIVに対する阻害剤のデザインとウイルス病原性の分子機構解明への展開

• Project/Area Number: 07277224
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Kyoto Pharmaceutical University
• Principal Investigator: 木曽 良明 京都薬科大学, 薬学部, 教授 (40089107)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 赤路 健一 京都薬科大学, 薬学部, 助教授 (60142296)
• Project Period (FY): 1995
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1995)
• Budget Amount: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000); Fiscal Year 1995: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
• Keywords: HIVプロテアーゼ阻害剤 / 酵素阻害剤複合体 / 基質遷移状態誘導体 / ペプチド合成 / コンフォーメーション解析 / X線結晶構造解析 / 分子認識 / 抗エイズ薬

Research Abstract

我々はHIVプロテアーゼの基質遷移状態概念に基づき,選択性が高く活性の強いHIVプロテアーゼ阻害剤(KNI-272)をデザインし合成することに成功した.本化合物はHIVプロテアーゼのメカニズムから論理的にデザインされているので細胞毒性が低く,HIVプロテアーゼ活性部位に特異的に作用することにより,理想的な抗エイズ薬として期待されている.
そこで本研究をさらに進めて,変異ウイルスの分子構造解析を行い,変異酵素・抗エイズ薬複合体との構造解析に基づいて,新規な抗エイズ薬の相互作用を考慮した論理的分子設計を行った.
1.我々が開発し,現在米国NIHで臨床研究を進めているキノスタチン(KNI)-272に対する感受性低下ウイルスを同定し,そのプロテアーゼのアミノ酸配列に基づいて変異酵素を遺伝子工学的及び合成化学的に作成した.この変異酵素と抗エイズ薬との相互作用を解析し活性型コンフォメーションを考察した.更に,変異HIVプロテアーゼの酵素活性と感染性との関連性について検討した.
2.KNI-272とHIV-1プロテアーゼとの相互作用は,X線結晶構造解析により解明されているが,溶液中でのKNI-272のコンフォメーション解析をNMRにより行い,活性型コンフォメーションを考察した.
3.HIV-1プロテアーゼは2つのシステインを含んでおり,3次元構造からこれらはジスルフィド結合をしていないことがわかっているので,システインをイソステリックなアミノ酸に変換した誘導体を,われわれの開発した効率的固相合成法およびChemical Ligation法を用いて合成した.

Research Products

• [Publications] Yoshiaki Kiso: "Design and synthesis of HIV protease in hibitors containing allophenylnorstatine as a transition-state mimic." Adv. Exp. Med. Biol.362. 413-423 (1995)
• [Publications] E. T. Baldwin: "Structure of HIV-1 protease with KNI-272: A transition state mimetic inhibitor containing allophenylnorstatine." Adv. Exp. Med. Biol.362. 445-449 (1995)
• [Publications] M. Sugawara: "Absorption of new HIV-1 protease inhibitor, KNI-272, after intraduodenal and intragastric administrations to rats: Effect of solvent." Biopharmaceut. Drug Disp.16. 269-277 (1995)
• [Publications] E. T. Baldwin: "Structure of HIV-1 protease with KNI-272, a tight-binding transition-state analog containing allophenylnorstatine." Structure. 3. 581-590 (1995)
• [Publications] 木曽良明: "ウイルス蛋白プロセッシングの阻害,HIVプロテアーゼインヒビター." Mebio. 12. 78-86 (1995)
• [Publications] Kenichi Akaji: "Efficient synthesis of alamethicin F-30 using a chloro imidazolidium coupling reagent, CIP." Tetrahedron Letters. 36. 9341-9344 (1995)