Depelopment of novel peptide drugs that regulate protein-protein interaction

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K19389
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 加藤 敬行 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (90567760)
• Project Period (FY): 2018-06-29 – 2021-03-31
• Keywords: 特殊環状ペプチド / タンパク質間相互作用 / 遺伝暗号リプログラミング

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、タンパク質間相互作用を制御する特殊環状ペプチド医薬の開発である。ペプチドは従来の有機低分子医薬では不可能なタンパク質間相互作用の促進や阻害が可能であるため、機能的により優れた医薬品となり得る。しかしながら、そのようなタンパク質間相互作用を制御するペプチドを効率的にスクリーニングする手法がないのが現状の課題である。
そこで本研究では、以下の２つの戦略でタンパク質間相互作用制御ペプチドの取得を目指した。
（１）細胞表面にEGFPを連結した標的タンパク質１とmRuby3を連結した標的タンパク質２を人工的に発現させ、特殊環状ペプチドライブラリを添加した上で、488nmのレーザー光を照射してFRETにより赤色光の変化を示した細胞のみをセルソーターで回収することによりスクリーニングを行う戦略。
（２）２種類のタンパク質にそれぞれ結合する特殊環状ペプチドのin vitroセレクションをおこない、各ペプチドの標的タンパク質への結合を確認したのち、２つのペプチドをリンカーを介して連結し、２つの標的タンパク質に同時に結合させる戦略。
昨年度までに戦略（１）が難航していたため、今年度は戦略（２）の２種類のタンパク質にそれぞれ結合する特殊環状ペプチドを連結させる手法に注力して研究を進めた。その結果、モデル標的タンパク質としてIL28RAおよびIL10R2の２種類に結合するペプチドの取得に成功し、各ペプチドの標的への結合力は解離定数が数十nMと非常に強力であることを確認した。しかしながら、２つのペプチドをPEGリンカーを介して連結することに難航している。そのため、現在２つのペプチドを抗体のFc領域の２箇所に一つずつ導入した分子を作成し、その結合活性及び薬理活性の検証段階に入っている。