2015 Fiscal Year Research-status Report
In-Cell NMRによる生きた細胞への薬物輸送のリアルタイム定量解析
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15K05401
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| Research Institution | Himeji Dokkyo University |
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Principal Investigator |
岡村 恵美子 姫路獨協大学, 薬学部, 教授 (00160705)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安岐 健三 姫路獨協大学, 薬学部, 助手 (50714945)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 超精密計測 / 生物物理 / リアルタイム解析 / In-Cell NMR / 薬物輸送 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1. 平成２７年度は、薬物として、フッ素原子を含む抗がん剤を用いて、NMRによる生きた細胞への輸送解析を行った。ヒト白血病細胞株への輸送過程を分単位の時間分解でリアルタイム計測し、細胞への結合量、結合・解離速度、透過速度を決定した。
2. ポリペプチドの輸送解析を行うにあたり、ペプチドの特定の部位でアミノ酸が異性化すること、特定のペプチド結合が切断されること、さらに、このプロセスをNMRでリアルタイム計測可能であることを見出した。たとえば、水晶体タンパク質αAクリスタリン、αBクリスタリンの模擬ペプチドでは、ともに、アスパラギン酸のC側で選択的にペプチド結合が加水分解される。このようなペプチド結合の分解切断は、酵素によることなく自発的に起こる反応であるが、天然型のL-α-アスパラギン酸がD-β-型に異性化すると反応が起こりにくくなることを、NMRリアルタイム計測に基づく速度論的解析によって、定量的に明らかにした。クリスタリン中では、L-α-アスパラギン酸が加齢とともに徐々に異性化し、最終的に異常なD-β-型が蓄積することが見出されているが、今回の結果は、ペプチド結合の切断が抑えられることで、異常なD-β-アスパラギン酸の蓄積を促進することを示唆する点で重要な知見であると考えられる。以上の成果は、2016年2月15日発行のScientific Reports電子版に掲載された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
ポリペプチドについて、特定の部位でアミノ酸が異性化したり、ペプチド結合が切断することを見出した。そこで、その詳細について、リアルタイム計測に基づく速度論的検討を行った。そのため、当初予定していた細胞への透過過程の計測および速度論解析を進めることができなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
1. 当初の計画通り、ペプチドの細胞への透過過程をNMRを用いてリアルタイムで計測し、速度論的検討を行う。
2. 平成２７年度に「ペプチド中の特定のアミノ酸の異性化やペプチド結合の切断反応」について、NMRを用いてリアルタイムでその場計測可能であることを新たに見出した。これを活かして、自発的なアミノ酸の異性化やペプチド結合の切断反応が、細胞共存下または細胞の表面においてどのように進行するかについても、in-cell NMRによる時間分解計測を用いた解析を行う予定である。
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| Causes of Carryover |
ポリペプチドについて、特定の部位でアミノ酸が異性化したり、ペプチド結合が切断することを見出し、その詳細について、リアルタイム計測に基づく速度論的検討を行ったため、細胞への透過過程の計測および速度論解析を予定通り進めることができなかった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度以降に、(i) フッ素標識した膜透過ペプチドの合成、(ii) 2H, 13C, 15Nで同位体標識したペプチドの合成に使用する。
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