線維化疾患治療薬を目指した分子シャペロン阻害剤の創製

• Project/Area Number: 16689004
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Drug development chemistry
• Research Institution: Nigata University of Phermacy and Applied Life Sciences
• Principal Investigator: 小出 隆規 新潟薬科大学, 薬学部, 教授 (70322253)
• Project Period (FY): 2004 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥28,080,000 (Direct Cost: ¥21,600,000、Indirect Cost: ¥6,480,000); Fiscal Year 2006: ¥7,670,000 (Direct Cost: ¥5,900,000、Indirect Cost: ¥1,770,000); Fiscal Year 2005: ¥7,930,000 (Direct Cost: ¥6,100,000、Indirect Cost: ¥1,830,000); Fiscal Year 2004: ¥12,480,000 (Direct Cost: ¥9,600,000、Indirect Cost: ¥2,880,000)
• Keywords: 線維化 / コラーゲン / 分子シャペロン / ペプチド / 蛋白質

Research Abstract

1.HSP47阻害剤デザインのためのペプチドシード化合物の最適化
HSP47が認識するコラーゲン3重らせん上の2つのアミノ酸残基に関して、前年度までに得られていた情報を基にして、徹底した構造活性相関データを収集した。すなわち、HSP47が認識するArg残基(第一ファーマコフォア残基)およびそのArgの3残基N-末端側にあるアミノ酸(Yaa-3:第二ファーマコフォア残基)について、非天然アミノ酸を含むシステマティックな置換を施した40種類以上のコラーゲン様ペプチドを化学合成した。それらのペプチドとHSP47との結合アフィニティーをin vitroで定量的に評価し、HSP47上に存在する「コラーゲン認識ポケット」の性状についての情報を得た。その結果、第一ファーマコフォア残基に最適なアミノ酸はArgであり、とくに側鎖グアニジノ基の存在が必須であることが明らかになった。また、第二ファーマコフォア残基に最適なアミノ酸はThrであった。
2.HSP47とコラーゲンとの結合を阻害する小分子化合物のスクリーニングについて
HSP47がin vitroでのコラーゲンの線維形成を阻害することを利用した、マルチウェルプレート対応のスクリーニングシステムを構築した。上記1で使用したペプチド性阻害剤を用いてこのスクリーニングシステムのバリデーションを行った。その結果、今回構築したシステムは従来我々が用いてきたpull-downアッセイや、BIAcoreをもちいた競合結合実験と同等の精度・感度を有することが確認され、薬物のスクリーニングに使用可能であると判断できた。

Research Products

• [Journal Article] Designed triple-helical peptides as tools for collagen biochemistry and matrix engineering (2007)
  • Author(s): Takaki Koide
  • Journal Title: Philosophical Transaction of Royal Society. B. (印刷中)
• [Journal Article] Specific recognition of the collagen triple helix by chaperone HSP47. II. The HSP47-binding structural motif in collagens and related proteins (2006)
  • Author(s): Takaki Koide
  • Journal Title: The Journal of Biological Chemistry 281 Pages: 11177-11185
• [Journal Article] Specific recognition of the collagen triple helix by chaperone HSP47. Minimal structural requirement and spatial molecular orientation (2006)
  • Author(s): Takaki Koide
  • Journal Title: The Journal of Biological Chemistry 281 Pages: 3432-3438
• [Journal Article] Specific recognition of the collagen triple helix by chaperone HSP47. II. The HSP47-binding structural motif in collagens and related proteins (2006)
  • Author(s): Takaki Koide
  • Journal Title: The Journal of Biological Chemistry 281(印刷中)
• [Journal Article] Collagen biosynthesis (2005)
  • Author(s): Takaki Koide
  • Journal Title: Topics in Current Chemistry 247 Pages: 85-114
• [Journal Article] Involvement of the collagen I-binding motif in the anti-angiogenic activity of pigment epithelium-derived factor (2005)
  • Author(s): Jun Hosomichi
  • Journal Title: Biochemical and Biophysical Research Communication 335 Pages: 756-761
• [Journal Article] Triple-helical collagen-like peptides : engineering and applications in matrix biology (2005)
  • Author(s): Takaki Koide
  • Journal Title: Connective Tissue Research 46 Pages: 131-141
  • NAID: 10018086783
• [Journal Article] Self-complementary peptides for the formation of collagen-like triple helical supramolecules (2005)
  • Author(s): Takaki Koide
  • Journal Title: Bioorganic and Medicinal Chemistry Letters 15 Pages: 5230-5233
• [Journal Article] Collagen biosynthesis (2005)
  • Author(s): Takaki Koide
  • Journal Title: Topics in Current Chemistry (印刷中)