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

2001 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: 分子動力額計算 / 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)薬物分子の重ね合せプログラム(SUPERPOSE)の改良および計算時間の短縮は、PowerPCG4(MPC7400)を搭載したMacintosh(PowerMac G4500MHz/256MB)の購入によりその目的を果たした。
(2)NOESY測定、結合薬物の配座解析およびFlexi Dock法による薬物の複合体モデルの構築は、サイトI結合薬物であるブメタニド、スルファジメトキシン、インドメタシンなどにSおよびR-ワルファリン(ラセミ体よりそれぞれを分取)を追加、また、サイトII結合薬物であるトルメチン、S-およびR-イブプロフェンなどに加えてS-ケトプロフェン、ダンシル-L-メチオニンなどを追加して実施した。さらに構築したS&R-ワルファリン-HSAおよびトルメチン-HSA複合体モデルの水溶液中における分子動力学計算によるモデル構造の精密化を実施した。
(I)結合薬物の配座解析は、薬物の追加によりサイトI結合薬物で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の直方体形の基本構造を取ることが明らかになった。一方、サイトII結合薬物でも、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を取ることが明確になった。
(II)複合体モデルの構築は、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 Ver6.7:Tripos社)により行った。HSAのサイトI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水素結合ならびに静電的相互作用が、また、薬物のフェニル基やアルキル鎖の様な疎水部分がPHE211,TRP214,LEU219,PHE223,LEU238,ILE264,LEU276およびLEU290などの疎水アミノ酸で構成された領域にうまくフィットすることが示唆された。一方、サイトIIに結合する薬物は、ARG410,TYR411,ARG485などの塩基性アミノ酸と薬物の負のポテンシャル部分(カルボキシル基など)との結合およびVAL415,LEU423,LEU460およびPHE488などで構成された疎水的領域に薬物の疎水的な部分(フェニル環など)が結合することが示唆された。

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. 17. 265-281 (2001)
• [Publications] N.Yamaotsu: "Molecular dynanic Simulation of calmodulin-Trifluoperazine Complex in Aqueous Solution"Biopolymers. 58. 410-421 (2001)