2019 Fiscal Year Research-status Report
ウイルス特異的増殖プロセスの阻害を機序とする薬剤耐性回避型抗ウイルス剤の探索
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17K08375
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
袴田 航 日本大学, 生物資源科学部, 准教授 (10333337)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
氏家 誠 日本獣医生命科学大学, 獣医学部, 准教授 (50415478)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 抗ウイルス / 糖鎖 / 阻害剤 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
新興・再興ウイルス感染症が毎年のように大きく報道および報告されているが、細菌感染症に対する抗生物質に比べ、抗ウイルス薬の開発は大きく遅れており、新規な抗ウイルス薬の開発が喫緊の課題となっている。年初より世界的に甚大な被害を与えている新型コロナ感染症についても、抗ウイルス薬の重要性は報道等で十分に認知されるに至ったと考えられる。
本研究では、薬剤耐性ウイルスの出現回避を目指した、宿主の酵素によるウイルス特異的増殖プロセスを標的とした抗ウイルス薬の探索と開発を目指している。そこでウイルスコートタンパク質の糖鎖合成阻害がウイルスの感染性を大幅に低下させる事および糖鎖合成阻害がウイルス粒子の成熟を阻害することに着目し、これら糖鎖合成を司る酵素の阻害剤は薬剤耐性回避型抗ウイルス薬となると考えた。本研究では、培養細胞内で機能する糖鎖合成酵素特異的蛍光基質を合成し、化合物ライブラリから阻害剤スクリーニングを行い、抗ウイルス薬のリード化合物を得る事を目的とし研究を行なっている。本目的である酵素阻害剤を効率よくかつ確実に得るために、タンパク質の翻訳後修飾の１つであるN-結合型糖鎖合成に着目し、その最初の段階に関与する小胞体グルコシダーゼを標的酵素とした。しかし、これら小胞体グルコシダーゼ阻害剤の研究において、in vitro 阻害活性と細胞レベル阻害活性の不一致が研究の進展を阻んでいた。そこで、標的酵素活性を細胞レベルで可視化する蛍光基質の開発に着手し、培養細胞で小胞体グルコシダーゼ活性のみを特異的に検出可能な阻害剤スクリーニングに適した蛍光基質が得られた。得られた蛍光基質を用いた培養細胞レベルでの標的酵素阻害剤のハイスループットな阻害剤スクリーニングの実施が可能となった。得られた阻害剤は、新規抗ウイルス薬のリード化合物として開発可能であることを期待する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成３０年度までの研究実施計画においては、昨年度に報告したように「蛍光基質の分子設計と合成」と「阻害剤スクリーニング系の確立と最適化」の実施を行った。「蛍光基質の分子設計と合成」では、小胞体グルコシダーゼの詳細な基質特異性解析の結果得られた本酵素に特徴的な酵素活性である2-デオキシグルコシダーゼ活性と本来の活性であるグルコシダーゼ活性を基にした標的酵素特異的な阻害剤探索が可能な3色の蛍光基質の合成を試みた。昨年度に本年度課題とした阻害剤スクリーニング系の確立と最適化については、前述において合成した蛍光基質を用いて、標的酵素阻害剤のセルベーススクリーニング法の開発を行うために、細胞レベル阻害剤探索系の構築を試みた。いづれの基質も目的を達しているが、最適化に際してはその基質の優劣の評価が大変重要な問題として解決に向けて時間を費やした。アッセイ系は、細胞培養および蛍光測定可能な96穴プレートに細胞を培養し、阻害剤または阻害剤候補化合物と本蛍光基質を加えインキュベートを行い、各ウェルの蛍光強度を蛍光プレートリーダーによって測定し、阻害活性の効率的な評価が可能と考え、それを実施した。そのアッセイ系の精度を確認するため一般的によく用いられるZ'ファクタ・C/V・S/N・S/B を用いた確認が適切であると考え、それらを用いた評価は概ね良好な結果となっている。以上のことから、当初の計画通り研究がおおむね順調に進展したと判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画はおおむね順調に進行していることから、今後は、阻害剤スクリーニング系を完全に完成させ化合物ライブラリからの目的物質のスクリーニングの実施を目指す。用いるライブラリは、公的なライブラリが充実しているため、特段の問題は無いと思われる。また、これらのライブラリは、微生物および植物の二次代謝産物から構成されており多様な分子骨格を有している。このような幅広い化合物空間を持つ多様性のある化合物ライブラリを用いることで新規阻害剤のヒット率が大きく向上すると考えられる。また、これらの研究から得られる阻害剤が抗ウイルス薬となることを切に希望している。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルスの感染拡大防止を目的とする政府の要請により、参加・発表予定であった日本農芸化学会大会の開催が中止になったため、次年度まで事業期間を延長することにより得られた成果を精緻に分析し、学会等にて発表を行うため。
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Research Products
(1 results)
