Chemical approach towards identifying a putative receptor of N-phosphorylated proteins

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K08382
• Research Institution: Nagasaki International University
• Principal Investigator: 山口 泰史 長崎国際大学, 薬学部, 教授 (10183980)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: ホスホヒスチジン / ペプチドライブラリー

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、N－リン酸化タンパク質の受容体タンパク質を見つけ出す方法論の開発である。これを基盤として、創薬ターゲットになりうる「新規情報伝達系」を発見する。リン酸エステルであるチロシン等のリン酸化は、キナーゼを触媒として、ATP から直接酸素原子にリン酸残基が移る。一方ヒスチジン等のN－リン酸化体は「一時的な中間体」として存在し、受容体タンパク質の酸素原子に受け渡すと考えられている。生理学的な役割を担うのは後者であり、その解明なくしては、情報系の理解は進まない。本研究では、この反応プロセスを化学的に模倣するN－リン酸化アミノ酸の安定アナローグを含むペプチドと反応性官能基を利用し、受容体タンパク質を見つける。この結果をもとに新しい情報伝達系の確立を目指す。

本研究は、3 期に分かれる。すなわち、a 化学合成を主とする準備段階、b 方法論の確立と確認段階、c ヒト細胞での情報伝達系を確立する段階である。研究期間内にa, b, c のすべての段階を順次確立する予定である。
段階aにおける、新規安定ホスホヒスチジン誘導体を複数設計し、合成に成功した。また、スケールアップも行った。さらにライブラリー合成法自体は確立した。しかし、現在、リン酸誘導体の安定性とリン酸化合物の細胞膜透過性の問題に直面している。本研究には実際の生化学実験に用いることのできるプローブの創製が必要であろ。したがって、現在直面している問題解決を避けては通れない。ライブラリー設計の再検討を始め、多くの項目を再考している。

本研究課題で合成した化合物の中に、感染症治療薬を目指す創薬プロジェクトにおいて、強い活性を示す新規化合物が見つかった。メカニズムは不明であるが、新規作用機序である可能性が高く、本研究と同時進行で進めていきたい。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本研究は、3 期に分かれる。すなわち、a 化学合成を主とする準備段階、b 方法論の確立と確認段階、c ヒト細胞での情報伝達系を確立する段階である。研究期間内にa, b, c のすべての段階を順次確立する予定であった。 しかし現在、リン酸誘導体の安定性とリン酸化合物の細胞膜透過性の問題に直面している。それらを解決すべく努力している。aの化学合成に関することは、確立できたが、リン酸誘導体の物性の問題は大きい。そのために、段階aとbについて多くの可能性について精査している。

Strategy for Future Research Activity

現在、リン酸誘導体の安定性とリン酸化合物の細胞膜透過性の問題に直面している。それらを解決すべく努力している。aの化学合成に関することは、確立できたが、リン酸誘導体の物性の問題は大きい。そのために、段階aとbについて多くの可能性について精査している。
一方、本研究課題で合成した化合物の中に、感染症治療薬を目指す創薬プロジェクトにおいて、強い活性を示す新規化合物が見つかった。メカニズムは不明であるが、新規作用機序である可能性が高く、本研究と同時進行で進めていく。