1994 Fiscal Year Annual Research Report
プロテアーゼ・阻害剤複合体の構造解析に基づく阻害剤の構造活性相関研究
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06240244
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| Research Institution | Kyoto Pharmaceutical University |
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Principal Investigator |
木曽 良明 京都薬科大学, 薬学部, 教授 (40089107)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
木村 徹 京都薬科大学, 薬学部, 助手 (70204980)
藤原 洋一 京都薬科大学, 薬学部, 助手 (60199396)
赤路 健一 京都薬科大学, 薬学部, 助教授 (60142296)
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| 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 |
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| Research Abstract |
我々は,これまでにアスパラギン酸プロテアーゼ阻害剤の合成研究において,酵素反応のメカニズムに着目して,酵素・基質複合体および酵素・阻害剤複合体のコンフォメーションを解析し,酵素分子活性中心の基質遷移状態のコンフォメーションを固定したミミックをデザインするという新しく論理的な方法を用い,高い酵素阻害活性を持つ化合物の合成に成功した.
この方法をさらに発展させて,HIVプロテアーゼとそのアナログを合成し,基質や阻害剤と複合体を形成して相互作用の解析をX線結晶解析,NMR,分子モデリングなどの終了を用いて行った.すなわち基質,阻害剤分子単独のコンフォメーションと,超分子形成時のコンフォメーションとの詳細な比較解析を行った.それらの結果をもとに酵素と阻害剤の相互作用に関する分子認識に基づいた阻害剤の構造活性相関研究を行った.
1.HIV-1プロテアーゼの合成は現有のペプチド自動合成機により行なった.また純度の高いプロテアーゼを得るためビチオン誘導体の形で精製した.さらに高速電気泳動装置を用いて合成プロテアーゼの純度検定を行なった.
2.基質として以下のペプチドを合成した.p17/p24,p24/p15,p15/PR,PR/p66.
3.阻害剤の合成.遷移状態誘導体の概念に基づいてHIVに特徴的な基質の切断部位Phe-ProおよびTyr-Pro(P1-P1′)のアミド結合をインステリックな還元型[CH_2],ヒドロキシエチレン型[CHOH-CH_2],ジヒドロキシエチレン型[CHOH-CHOH]等に変換し,各基質遷移状態誘導体を合成した.
4.酵素結晶化とX線解析.高活性で安定な酵素蛋白質とその誘導体を結晶化し,そのX線構造解析を行った.
5.分子モデリングをコンピューターを用いて,酵素またはその誘導体と基質複合体の構造解析を行った.
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[Publications] 木曽良明: "理論的にデザインされたHIVプロテアーゼ阻害剤." Molecular Medicine. 31. 98-110 (1994)
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[Publications] Ryohei Kato: "Solution struture of HIV-1 protease-allophenylnorstatine derivative inhibitor complex obtained from molecular dynamics simulation." Chemical&Pharmaceutical Bulletin. 42. 176-178 (1994)
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[Publications] 木曽良明: "HIVプロテアーゼ阻害剤の理論的なデザイン-ペプチド化学を基盤とした創薬研究." ファルマシア. 30. 246-248 (1994)
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[Publications] Seiji,Kageyama: "Protein binding of human immunodeficiency virus protease inhibitor KNI-272 and alteration of its in vitro antiretroviral activity inf the prosence of high concentrations of proteins." Antimicrob.Agents Chemother.38. 1107-1111 (1994)
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[Publications] 木曽良明: "ペプチドリード医薬のデザインと合成-HIVプロテアーゼ阻害剤を例として-." 有機合成化学協会誌. 52. 403-412 (1994)
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[Publications] A.Kiriyama: "Plasma pharmacokinetics and urinary and biliary excretion of a new potent tripeptide HIV-1 protease inhibitor,KNI-272,in rats after intravenous administration." Biopharmaceut.Drug Disposition. 15. 617-621 (1994)
