NMR測定と計算化学手法による薬物の血清アルブミンに対するサイト別結合様式の解析

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10672024
• Research Institution: Kitasato University
• Principal Investigator: 広野 修一 北里大学, 薬学部, 教授 (30146328)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中込 泉 北里大学, 薬学部, 助手 (30237242) ; 合田 浩明 北里大学, 薬学部, 講師 (60276160) ; 山乙 教之 北里大学, 薬学部, 助手 (60230322) ; 松下 泰雄 北里大学, 薬学部, 講師 (40050653)
• Keywords: 分子動力学計算法 / 分子重ね合わせ法 / TRNOE / ヒト血清アルブミン / タンパク結合 / サイトI / サイトII / NMR

Research Abstract

(1) 分子動力学配座解析プログラム(CAMDAS)の修正・改良(担当:山乙)
本プログラムの大きな特徴である安定配座の自動サンプリングについて改良した。
(2) 結合配座探索のための分子重ね合せプログラムの作成(担当:松下、山乙)
現在、基本的には重ね合せプログラムは定量的には成功を修めているが、若干の検討を必要とする。この方法についての論文を投稿・受理された。
(3) ヒト血清アルブミン-サイトIおよびサイトII結合薬物のTRNOE測定
サイトI結合薬物としてオキシフェンブタゾン、ワルファリン、フロセミドの3種類、サイトII結合薬物としてダンシルフェニルアラニン、ダンシルサルコシン、エタクリン酸、トルメチンの4種類を用い、ヒト血清アルブミンとこれら薬物の複合体を北里大学薬学部所有のNMR装置(バリアン400および 600MHz)で測定、結合配座抽出の手がかりと成るデータがほぼ得られた(担当:松下、合田、中込)。
(4) ヒト血清アルブミン-サイトIおよびサイトII結合薬物の配座解析
当教室で作成したCAMDASを使用し、上記薬物の高温分子動力学計算および構造の異なる数百個の安定配座をサンプリングし(最安定構造より十数kcal/molの範囲の配座を収集)、得られた配座集団より実験で得られたTRNOEの距離条件を満足する配座を数十個選び出し、薬物のアルブミン結合配座を抽出することができた。この結果は論文として発表した。さらに、作成・完成した分子重ね合せプログラムを使用して各薬物の結合配座確立と各サイトに共通の配座構造を抽出した。サイトI結合薬物では疎水的部分と負のポテンシャル部分とが存在すること。サイトII結合薬物では疎水的環部分と負のポテンシャル部分からなり、薬物分子全体の長さが約8〜10Å程度で比較的長くかつコンパクトとな構造をとることがそれぞれ示唆された。(担当:松下、山乙)これらの結果と最近発表されたアルブミン単独のX線解析データと合わせて検討することで薬物とアルブミンとの相互作用機構解明一翼としたい(平成11年以降)。

Research Products

• [Publications] Y.Matsushita: "Determination of Binding Conformations of Drugs to Human Serum Albumin by Transferred Nuclear Overhauser Effect Measurements and Conformational Analyses Using High--Temperature Molecular Dynamics Calculations" J.Pharm.Sci.87・3. 379-386 (1998)
• [Publications] K.Iwase: "Estimation of active cinformations of drugs by a new molecular superposing procedure" J.Comput.-Aided Mol.Des.(1999)