2020 Fiscal Year Research-status Report
Development of powerful ad exhaustive inhibitors for ribosome-inactivating proteins
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19K05699
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| Research Institution | Toho University |
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Principal Investigator |
齋藤 良太 東邦大学, 理学部, 教授 (90327974)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
後藤 勝 東邦大学, 理学部, 准教授 (80379289)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | リシン毒素A鎖 / リボソーム不活性化タンパク質 / プテリン / リシン毒素A鎖阻害剤 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2020年度は、単分子でRTAの第1ポケット及び第2ポケットと同時に相互作用可能な分子の開発を目指した。具体的には、研究代表者が以前開発したGlyPhePheで修飾したプテリン誘導体を基軸とし、C末端Pheをアルキルリンカーを持つアミノ酸であるLysもしくはOrnに置き換え、さらにこれらの側鎖アミノ基を芳香環で修飾した化合物をデザインし、それらの合成法の確立と、RTAとの共結晶のX線結晶構造解析、並びにRTA阻害活性評価を行った。
合成は当研究室で開発した合成法及び精製法を基軸にして行った。合成反応は問題なく進行したが、最終生成物の精製が困難を極めた。これまでゲル濾過クロマトグラフィーを用いて精製していたが、この手法では今回設計した阻害剤と未反応のペプチドとの分離が困難であったため、イオン対クロマトグラフィーに変更したところ、適切なカウンターイオンを選択することで分離に成功した。
合成した化合物のうち、C末端がLys(Z)及びOrn(Z)のものについてはRTAとの共結晶を作成し、X線結晶構造解析を行った。その結果、Lys(Z)含有阻害剤のプテリン環が第1ポケットと強く相互作用し、さらにLys側鎖のZ基が第2ポケットとも相互作用していることが分かった。これまで、単分子でRTAの第1ポケット及び第2ポケットの両方と同時に相互作用可能で、かつRTAの基質である核酸塩基を含まない有機小分子の例はなく、本研究で得られた成果はその最初の例である。また、これらの化合物について、昨年度確立したルシフェラーゼアッセイを用いてRTA阻害活性評価を行った。その結果、Orn(Z)体は250uMで56%阻害、Lys(Z)体は25uMで53%阻害という結果が得られた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2020年度は、新型コロナウイルス感染拡大防止のために緊急事態宣言が発令された。その影響で、教育に費やすエフォートが大幅に増加し、研究速度は3分の1ほどまでに低下した。これにより、申請時の計画より研究の遂行に遅れが出ており、予定していた化合物すべての合成は達成できなかった。しかしながら、合成に成功した化合物中に、RTA活性部位の2つのポケットと相互作用可能な化合物を見出すことができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、2020年度に開発した化合物を基軸とし、末端芳香環の構造を種々変化させた誘導体を合成し、より高いRTA阻害活性を示す化合物の開発を進める。また、合成した化合物については、リシン毒素と同様の作用機序をもつ志賀様毒素(Stx)に対しても阻害活性があるかどうかを明確にする予定である。
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| Causes of Carryover |
緊急事態宣言発令により、研究が一時中断され、一時研究が大幅に遅れた。この遅れを取り戻すために、当初合成によって調達予定であった高額な合成中間体や合成用触媒を大量に購入し、予定外の支出が生じたたため、予算が不足し、予定していた機器を導入できなくなった。そのため、次年度使用分が発生した。この次年度使用分と次年度予算の一部を合算し、予定していた機器を導入する予定である。
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