2018 Fiscal Year Research-status Report
蛋白質の構造変化過程を標的とした新規分子設計法による緑膿菌MurDの阻害剤探索
| Project/Area Number |
18K06569
|
|---|
| Research Institution | Hokkaido University |
|---|
Principal Investigator |
福原 秀雄 北海道大学, 薬学研究院, 特任助教 (80707191)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
児玉 耕太 立命館大学, テクノロジー・マネジメント研究科, 准教授 (90419424)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | 緑膿菌 / MurD / 構造解析 / 阻害剤スクリーニング / MDシミュレーション |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、多剤耐性菌の発生が問題となっている緑膿菌のペプチドグリカン合成酵素MurDについて、酵素反応中のsemi-closed 状態を含む各状態のスナップショット構造とMDシミュレーションを併用することにより、ドメイン構造の大きな動きを途中で「繋ぎ止める」ことで酵素反応を阻害する低分子化合物「ケミカルクリップ」を設計することである。
本年度はまず、Closedおよびsemi-closed状態の結晶構造解析のため、結晶化に充分な量の緑膿菌MurDを組換えタンパク質として調製した。また、酵素活性の阻害スクリーニングで得られたヒット化合物を合成し、その阻害活性を評価したところ、10μM以下の高い活性を示した。さらに、先行して結晶構造解析に成功したopen構造の緑膿菌MurDを用いて、ヒット化合物とのMDシミュレーションを実施した。一方、Openからclosed formへの構造変化についてもMDでの計算を試みたが、比較的ゆっくりとした動きのため、構造変化自体をMDにより計算することは現時点では難しいことが判った。
このように、本研究のもう１つの目的であるDry（計算）とWet（実験）の融合に向けて、多面的に研究を進めることができている。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
まず、Closedおよびsemi-closed状態の結晶化スクリーニングに充分な量の緑膿菌MurDを組換えタンパク質として調製した。また、これまでに酵素活性の阻害スクリーニングで得られていたヒット化合物を合成し、その阻害活性を評価したところ、10μM以下の高い活性を示した。さらに、先行して結晶構造解析に成功したopen構造の緑膿菌MurDを用いて、ヒット化合物とのMDシミュレーションを実施した。しかしながらopen構造のMurDは非常に大きなcavityをもっており、docking formが正しいかについては更なる検証が必要である。一方、Openからclosed formへの構造変化についてもMDによる計算を試みたが、数百μsecという比較的ゆっくりとした動きのため、MDによる計算は難しいことが判明した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
今後は、精製した組換え緑膿菌MurDタンパク質と、スクリーニングで得られたヒット化合物を混合してClosedおよびsemi-closed状態の結晶化スクリーニングを試行する。Closedまたはsemi-closedの構造情報を基にMDシミュレーションをおこない、in silico screeningを実施する。また、これまでに酵素活性の阻害スクリーニングで得られたヒット化合物について、濃度依存性の試験とカウンターアッセイを行なう。絞り込んだヒット化合物については類縁体検索を実施し、構造活性相関を検討する。阻害スクリーニング系については更なるスケールダウンを目指し、Open状態のMurDについてMTSの上位１万程度の化合物までWetでの評価を拡大する。
|
