2016 Fiscal Year Research-status Report
ペプチドデホルミラーゼによって活性化される生物種選択的MetAP阻害剤の創成
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15K05567
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| Research Institution | Saga University |
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Principal Investigator |
長田 聡史 佐賀大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50284609)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
兒玉 浩明 佐賀大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80205418)
平 順一 九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 助教 (20549612)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ペプチドミミック / 酵素阻害剤 / ペプチドデホルミラーゼ / メチオニンアミノペプチダーゼ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
大腸菌由来ペプチドデホルミラーゼ（EcPDF）の基質ペプチドミミック分子として，すでにMetAP阻害能が既知であるMCB2813を母核にしてN末端にホルミル基を導入した化合物群の合成検討を行なった。MCB2813は共結晶として得られた阻害剤としての報告があるものの，化合物自身の合成条件等は全く未知であったために合成条件検討を行なった。当初，Boc-Met-OHをセミカルバジド誘導体としたのち，続いてハロメチル化合物によるアルキル化を行う段階的合成により，MCB2813を合成することができた。化合物スクリーニングを考慮に入れ，より簡易な合成反応条件の検討の結果，エタノール中にて炭酸セシウムで環化反応とアルキル化をワンポットで行うより高収率な条件を見出し，MCB2813類縁体ならびにそのホルミル誘導体の合成を達成した。ホルミル型誘導体の合成においては昨年度のPDF処理能を考慮し，芳香族官能基を配した化合物を合成した。これらのPDFによる脱ホルミル化についての構造活性相関については現在検討中である。
また，海洋天然物由来のBengamide類がMetAPの阻害に有効であるとの報告を基にS3'位置にBengamide型の構造を有し，N末端部位にメチオニンを含むペプチド型基質に類似した誘導体を設計し，その合成を行なった。
また酵素を用いたin situクリック反応による自己阻害剤創成について再検討を行なったが，大腸菌由来ペプチドデホルミラーゼ（EcPDF）に対して設計した阻害剤は有意な阻害能を示さなかった。Meinnel, Giglioneらの研究グループが本年度報告したヒドロキサム酸系オキサジアゾール含有と比べて，構造上金属配位ユニットの方が構造ユニットとして剛直でありすぎたのが理由と考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
昨年度の成果に基づき，既知MetAP阻害剤であるMCB2813を母核としてホルミル基を導入した化合物を合成することにした。当初，文献既知と思われていたMCB2813の合成であったが，共結晶としてのX線結晶構造解析の報告が唯一あるもののその合成法や構造活性相関研究はその後全く報告がなされておらず，合成手法の検討から始める必要となった。合成法の検討に関して上半期は順調に進行していたが，プロジェクトに参加していた大学院学生の進路変更が相次ぎ，人的資源が大きく縮小した。その後に合成法の追試実験を行なったところデータの再現性に疑義が生じることになり，再現実験を追加せざるを得なくなった。このため当初予定していたよりも半年以上もの遅れが生じる結果となった。合成手法の再検討の結果，上半期に検討した合成手法を改変することで誘導体を再現性よく得ることができるようになった。また酵素を用いたin situクリック反応においても前年度の結果の再現性に問題があり，追試実験を繰り返さざるを得なかった。チエニルアラニンについては既報に従いアセトアミドマロン酸エステルからの合成と酵素分割により得ているが，中間体が極めて不安定であるため合成効率に難があり，誘導体合成の展開のために量的な確保に支障が生じている。
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| Strategy for Future Research Activity |
合成ユニット，酵素活性評価ユニット共に人的資源が大きく縮小した点に関しては，次年度にプロジェクトに関与する学部学生を増員して，遅れを取り戻すようにする。
本年度着手予定であったチエニルアラニン含有基質の探索が全く行えていないことから，最終年度は化合物群の合成に注力する。特に本年度に，海外の研究グループからPDF阻害剤に関して，本研究プロジェクトに近い構造ユニットとしてオキサゾール，オキサジアゾールをP1'位に配置した化合物が優位な阻害能を持つことが報告された。これらの分子基本設計はMetAPを対象としたものではないが，本研究にも応用できるものと考えられる。当初の研究計画には入れていなかったが，酵素を用いたin situクリック反応が不発であったことからこの部分を見直し変更し，オキサジアゾールを配した化合物群を新たに評価対象化合物として基本設計に加え合成を試みる予定である。評価系については，EcPDF処理能, EcMetAP阻害能に加え，MRSAを標的とした細胞種を変えたSaPDF，SaMetAPの発現と化合物評価に展開していく予定である。
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