| Project/Area Number |
22H00439
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 47:Pharmaceutical sciences and related fields
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
加藤 敬行 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (90567760)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥42,380,000 (Direct Cost: ¥32,600,000、Indirect Cost: ¥9,780,000)
Fiscal Year 2024: ¥14,690,000 (Direct Cost: ¥11,300,000、Indirect Cost: ¥3,390,000)
Fiscal Year 2023: ¥13,130,000 (Direct Cost: ¥10,100,000、Indirect Cost: ¥3,030,000)
Fiscal Year 2022: ¥14,560,000 (Direct Cost: ¥11,200,000、Indirect Cost: ¥3,360,000)
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| Keywords | ペプチド医薬 / β-アミノ酸 / フォルダマー / 翻訳 / tRNA |
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| Outline of Research at the Start |
環状β-アミノ酸は主鎖に環状骨格を持ち剛直な構造となるため、ペプチドのターン構造やヘリックス構造を強く誘起する。環状β-アミノ酸を導入したβシート型およびヘリックス型ペプチドはその折り畳み構造の剛直さ故に標的分子への結合力、細胞膜透過性、血中安定性の向上を実現できるため、新規ペプチド医薬の開発基盤として理想的である。本研究では、βシート型およびヘリックス型のランダムペプチドライブラリをRaPIDディスプレイ法に適用することで、標的タンパク質に特異的に結合し阻害するペプチド群をスクリーニングし、新規ペプチド医薬品へと展開する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、環状β-アミノ酸やα,α-二置換α-アミノ酸をはじめとする様々な非天然アミノ酸を導入したβシート型およびヘリックス型フォルダマーペプチドライブラリを構築し、mRNAディスプレイ法（RaPIDシステム）に適用することにより新規ペプチド医薬をスクリーニングすることを目指した。標的となる疾患原因タンパク質として10種類程度の標的を選び、βシート型およびヘリックス型フォルダマーペプチドのスクリーニングを進めている。2022年度までにβシート型およびヘリックス型フォルダマーペプチドライブラリの構築は概ね完了しており、2023年度は各ライブラリを新型コロナウイルス感染症（COVID-19）の標的タンパク質であるメインプロテアーゼ（Mpro)や、転写因子の一種であるPPARγやNrf2、血液細胞の増殖や分化の制御に関わるJAK2等をはじめとする疾患原因標的に適用しRaPIDシステムによるスクリーニングを進めた。その結果、ほぼすべての標的に対するスクリーニングにおいて、およそ4-7ラウンド程度で有意なcDNA回収率の上昇が見られ、配列解析を行った結果、バインダーの候補となる配列が取得できていることが分かっている。現在、各候補配列のペプチドを大スケールで化学合成・精製し、標的タンパク質への結合力、阻害活性、血清安定性、細胞膜透過性の評価を進めている。また、一部の有効なペプチド配列については構造解析も開始した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初計画していたβシート型およびヘリックス型フォルダマーペプチドライブラリの構築は前年度までに既に完了しており、10種類程度の様々な標的タンパク質に対するスクリーニングも順調に進み、ほぼ完了している段階である。得られたペプチド配列の特性評価も進んでおり、当初の計画以上に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今回構築したβシート型およびヘリックス型フォルダマーペプチドライブラリを用いたスクリーニング自体は概ね2023年度までで完了しており、2024年度は得られたペプチド配列の活性等の評価を中心に進める。スクリーニングによって取得した候補配列を化学合成により大スケールで調製・精製し、標的タンパク質への結合力、阻害活性、血清安定性、細胞膜透過性の評価を順次進める。結合力の解析には、主に表面プラズモン共鳴法を用い、阻害活性の測定にはAlphaLISA法を主に用いる。血清安定性の評価は、ペプチドをヒト血清中でインキュベーションし、残存したペプチドの割合をLC/MSにより決定することで行う。また、細胞膜透過性の評価はCAPAアッセイにより行う。
以上の解析の結果、候補配列の中で優れた結合力、阻害活性、安定性、透過性を示したものについてはX線結晶構造解析や円偏光二色性スペクトル解析等の構造解析を行い、狙い通りのβシート型やヘリックス型の構造にフォールディングされていることの検証を行い、本研究のコンセプトの実証につなげる。
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