薬物トランスポーターの機能解析に基づく創薬分子デザイン

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14370754
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 石川 智久 東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 教授 (60193281)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 袖岡 幹子 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (60192142)
• Keywords: ゲノム創薬 / ABCトランスポーター / 高速スクリーニング系 / 光学活性 / カンタリジン / プロテインホスファターゼ / 制癌剤 / カーバメートライブラリー

Research Abstract

石川の研究グループは、P-糖蛋白質(ABCB1)の基質特異性をATPaseスクリーニング法で解析した。Caチャネル阻害剤、Kチャネル開口剤、非ステロイド系抗炎症剤、抗癌剤、抗生物質、免疫抑制剤、神経伝達物質より41既存薬物を選択し、その構造式をMarkush TOPFRAG ver3.1に入力し、ケミカルフラグメントコードを発生させた。ケミカルフラグメントコードは構成元素、環構造、官能基、環と環の結合や炭素鎖を表すグループで構成されており、Markush TOPFRAGではこれらに加え、入力構造に含まれない部分を指定するためのNegation CODEが付与される。薬物濃度10μMにおけるATPaseの相対的活性(verapamilに対する比活性)を目的変数とし、ケミカルフラグメントコードの有無をダミー変数として線形重回帰を行った。解析の結果から基質性と相関性のよいケミカルフラグメントコードの組み合わせを選択することができた。得られたケミカルフラグメントコードの組み合わせ結果はP-糖蛋白質の基質特異性を考慮したデータベースの検索式として利用することができると考えている。またさらに石川の研究グループは、最近クローニングされた薬物トランスポーターBCRP(ABCG2)の基質特異性を解析する高速スクリーニング装置を開発し、薬物相互作用に関するデータを収集している。
一方袖岡の研究グループは、カンタリジンを出発点として構造展開を行い、プロテインホスファターゼ(PP)1,2Aに対して全く阻害を示さず、PP2B選択的な阻害剤の開発に成功した。本年度は、さらにRIIペプチドを基質として用いた詳細な阻害試験を行った結果、PP2Bに対するIC_<50>が7μM程度と、人工基質であるp-nitorophenyl phosphateを用いた場合よりもより低濃度で阻害を示すことが明らかとなった。

Research Products

• [Publications] Shimizu, H., Taniguchi, H., Hippo, Y., Yashizaki, Y., Aburatani, H., Ishikawa, T: "Characterization of mouse Abcc12 gene and its transcript encoding an ATP-binding cassette transporter, an orthologue to human ABCC12"Gene. 310. 17-28 (2003)
• [Publications] H.Mitomo, R.Kato, A.Ito, S.Kasamatsu, Y.Ikegami, Y.Sumino, T.Ishikawa: "A Functional Study On Polymorphism of The ATP-Binding Cassette Transporter ABCG2 : Critical Role of Arg-482 in Methotrexate Transport"Biochem.J.. 373. 767-774 (2003)
• [Publications] Ishikawa, T.: "Multidrug Resistance : Genetics of ABC Transporters"Nature Encyclopedia of the human Genome. 4. 154-160 (2003)
• [Publications] Onishi, Y., Hirano, H., Nakata, K., Oosumi, K., Nagakura, M., Tarui, S., Ishikawa T.: "High-speed screening and structure-activity relationship analysis for the substarte specificity of P-glycoprotein (ABCB1)"Chem-Bio.Informatics J.. 3. 175-193 (2003)
• [Publications] Baba Y., Hirukawa N., Tanohira N., Sodeoka M.: "Structure-Based Design of Highly Selective Catalytic site-Directed Inhibitor of Ser/Thr Protein Phosphatase 2B (Calcineurin)"J.Am.Chem.Soc.. 125. 9740-9749 (2003)
• [Publications] Morisaki N., Kobayashi H., Nagasawa K., Baba Y., Sodeoka M., Hashimoto Y.: "Conversion of Ca^<2+> Salt of an Organic Compound to Its Li^+ Salt to Simplify the Fast Atom Bombardment Mass Spectrum"Chem.Pharm.Bull.. 51. 1341-1344 (2003)
• [Publications] 石川智久: "ゲノム創薬と未来産業"エルゼビア・ジャパン. 109 (2003)