2019 Fiscal Year Research-status Report
耐性変異克服へ向けた「キナーゼドメイン間相互作用阻害型」新規キナーゼ阻害剤の創製
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18K05359
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
小橋川 敬博 熊本大学, 大学院生命科学研究部(薬), 准教授 (90455600)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森岡 弘志 熊本大学, 大学院生命科学研究部(薬), 教授 (20230097)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | チロシンキナーゼ / 阻害剤 / ATP結合ポケット / キナーゼドメイン間相互作用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
チロシンキナーゼは抗癌剤開発の主要な標的タンパク質である。これまでに数多くのチロシンキナーゼ阻害薬が開発され、臨床において使用されてきた。しかし、薬剤耐性変異体の出現が問題となっている。本研究課題の目的は、薬剤耐性変異体の克服を目指して、チロシンキナーゼの活性化に関わるキナーゼドメイン間相互作用面を標的とした新しいタイプのチロシンキナーゼ阻害剤の創製に資することである。
これまでにFGFR1のキナーゼドメイン間２量体構造を解析し、C-ローブにあるα-ヘリックス Gが主要な相互作用面を形成することを明らかにしている。昨年度までに、FGFR1のα-ヘリックス Gの配列をヘリックス-ループ-ヘリックス構造を形成するペプチドの一方の面に移植したペプチドを設計した。示差走査蛍光測定 (DSF)により、このペプチドがFGFR1のキナーゼドメインに結合することを確認している。本年度は、このペプチドについて、FGFR1のリン酸化に対する影響について検討を行った。その結果、予想に反し、ペプチド濃度に依存してFGFR1のリン酸化が亢進しており、FGFR1がヘリックス-ループ-ヘリックスペプチドの添加により活性化されることが示唆された。これまでにFGFR1-FGFR4の間のキナーゼドメイン間相互作用について解析を行っているが、FGFR1が結合することでFGFR4の構造が不活性型構造から部分的活性型構造に変化することを見出している。一方、FGFR4-FGFR4の間のキナーゼドメイン間相互作用では構造変化は起こらない。以上より、相互作用面を塞ぐだけでは不十分であり、相互作用面には結合するがキナーゼドメインを活性型構造には変化させない配列を見出すことが必要であると考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
FGFR1のキナーゼドメイン間相互作用面の構造を模倣したペプチドを作製したが、阻害ではなく、活性化するという予想に反する結果が見出された。この原因について明らかにすることが阻害ペプチドを創製する上で必要であり、そちらを先に進める必要性が生じため、やや遅れていると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの解析により、キナーゼドメイン間相互作用を介したFGFRの活性化機構が単純なものではなく、構造変化を伴う複雑な過程により制御されていることが明らかとなっている。FGFR1のα-ヘリックス Gの配列を基にしたヘリックス-ループ-ヘリックスペプチドでは、FGFR1は活性型構造に変化する可能性が高く、それにより、FGFR1の活性化ループのリン酸化が促進される。一方、FGFR4のα-ヘリックス Gの配列を基にしたヘリックス-ループ-ヘリックスペプチドではFGFR1の活性型構造への変化は起こらないと推測される。そこで、本年度は、FGFR4のα-ヘリックス Gの配列を基にしたヘリックス-ループ-ヘリックスペプチドを設計し、大腸菌発現系を構築する。調製したペプチドの添加により、FGFR1の活性化ループのリン酸化がどのように変化するかについて調べる。また、キナーゼドメイン間2量体構造形成によりキナーゼの構造状態がどのように変化するかの詳細について、分子動力学計算を用いて検討を行う。
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| Causes of Carryover |
コロナウィルス感染拡大の影響により、当初参加を予定していた学会が誌上開催のみとなったものがあったことにより次年度使用額が生じた。令和2年度は、新たに分子動力学計算によるキナーゼドメイン間相互作用による活性化機構の詳細解析を計画しており、計算機使用料の計上が別途必要となる。そのため、計画的な執行が行われる見込みである。
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