ヒト血清アルブミンに対する薬物の結合配座決定と薬物-アルブミン複合体の構造構築

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12672095
• Research Institution: Kitasato University
• Principal Investigator: 広野 修一 北里大学, 薬学部, 教授 (30146328)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山乙 教之 北里大学, 薬学部, 助手 (60230322) ; 合田 浩明 北里大学, 薬学部, 講師 (60276160) ; 松下 泰雄 北里大学, 薬学部, 講師 (40050653) ; 中込 泉 北里大学, 薬学部, 助手 (30237242)
• Keywords: 分子動力学計算 / 分子重ね合わせ法 / ヒト血清アルブミン / 結合配座 / サイトI / サイトII / NMR / ドッキング

Research Abstract

(1)薬物の3次元的特徴を考慮した重ね合せプログラム(SUPERPOSE)の改良(担当:松下、山乙、中込)
PowerPCG4(MPC7400)を搭載したMacintosh(Power Mac G4 500MHz/256MB)の購入により、本法の大きな特徴である特性球の配置、特に、ベンゼン、ナフタレン環などの芳香環について環の中心に1.0Åの球を置くだけでその方向性を考慮したパラメータを加えることができ、かつ計算時間短縮にもつながった。
(2)ヒト血清アルブミン(HSA)のサイトIおよびサイトII結合薬物のTRNOE測定(担当:松下、合田)
サイトI結合薬物(ブメタニド、スルファジメトキシン、インドメタシンなど)、サイトII結合薬物(トルメチン、R-およびS-イブプロフェンなど)とHSAとの複合体を調製後、TRNOE測定(北里大学薬学部所有:バリアン400および600MHz)により、結合配座探索に必要なデータを得られた。
(3)HSAのサイトIおよびサイトII結合薬物の配座解析(担当:松下)
当教室で開発した高温分子動力学自動配座解析法、SUPERPOSE法およびTRNOE測定データ(試料数の増加)により、サイトI結合薬物は負のポテンシャル部分(HA)、疎水的構造(HP)が存在し、その距離関係はHA1-HP1が約4Å、HA2-HP1が約4Å、HP1-HP2が約6ÅおよびHA1-HP2が約10..5Åの直方体形の基本的な構造が示唆された。一方、サイトII結合薬物はHAとHPが存在しその距離関係は、HA-HP1が約4.5ÅHP1-HP2が約6.5ÅおよびHA-HP2が約11Åの直鎖状の基本構造が示唆された。
(4)結合モデルの構築(担当:松下)
決定した各サイトの結合薬物の配座とHSA単独のX線解析データとのドッキングをFlexi Dock法(当教室所有のSYBYL Ver6.5:Tripos社)により行い、HSAのサイトIに結合する薬物は、Lys199,Arg222などの塩基性アミノ酸と薬物の負のポテンシャル部分との結合およびTrp214,Phe223,などで構成された疎水的な領域との相互作用が結合に関与していることが示唆された。一方、サイトIIについては、Arg410,Tyr411,Arg485などのアミノ酸と薬物の負のポテンシャル部分との結合およびVal415,Leu423,Leu460,Phe488などで構成された疎水的な領域に結合することが示唆された。現在は、水溶液中での分子動力学計算による複合体モデル構造の精密化を100ps程度実施中、さらに平成13年度も計算を続行する予定である。

Research Products

• [Publications] H.Gouda: "Three-Dimensional Structure-Activity relationship Analysis between Motilin and Motilide Using Confomatinal Analysisi and a Novel Molecular Superposing Method"Chem.Pharm.Bull. 48(11). 1835-1837 (2000)
• [Publications] A.A.Radwan: "Rational Procedure for 3D-QSAR Analysis using TRNOE Experiments and Computatinal Methods : Application to Thermolysis Inhibitors"Drug Design and Discovery. (in press). (2001)