2021 Fiscal Year Annual Research Report
Comprehensive screening of drug-binding proteins using a detection method for their interactions based on chemical reactions between reactive peptide tags
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18K05348
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
高橋 剛 群馬大学, 大学院理工学府, 准教授 (90345380)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | オフターゲットタンパク質 / ドラッグ・リポジショニング / βラクタマーゼ / NanoLucルシフェラーゼ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
薬剤が相互作用する本来の標的以外のオフターゲット分子を見つけ出すことは、副作用の理解のみならず、異なる作用機序を示す薬剤としての利用（ドラッグ・リポジショニング）も期待できる。申請者はこれまでに、化合物-タンパク質間相互作用を酵素活性を指標として読み出す方法を開発してきている。本研究では、タンパク質トランススプライシング(PTS) を利用した相互作用検出系を用いて、薬剤や薬剤候補化合物が相互作用するタンパク質を網羅的に探索する方法の開発を目的とした。
最初に、PTS法を利用して、βラクタマーゼ活性を指標として薬剤-タンパク質間相互作用を検出する系の開発にも取り組んだ。βラクタマーゼは、βラクタム系抗生物質を分解する酵素であり、これを検出酵素として用いることができれば、抗生物質耐性を指標としてオフターゲットタンパク質の探索ができるものと期待した。実際に、当研究室で開発した分割インテインDnaE変異体を用いて、ペプチド-タンパク質間の相互作用に依存してβラクタマーゼ活性が生成する系の開発を試みた。合成ペプチドとタンパク質間の相互作用に依存して、酵素活性が増大したことから、相互作用に依存してインテ イン断片が近づき、それにより、PTS反応が進行することで、活性型のβラクタマーゼが生成することが分かった。
得られた結果をもとに、大腸菌を直接用いた相互作用検出についても検討した。大腸菌ペリプラズム空間での発現や、膜タンパク質との融合発現を利用することで、菌体外から加えた合成ペプチドとタンパク質間の相互作用に依存して、βラクタマーゼ活性が発現することが示唆された。
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