2021 Fiscal Year Research-status Report
MAドメインとカルジオリピンとの結合を基軸とした抗エイズ薬の創製
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19K05742
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| Research Institution | Kumamoto Health Science University |
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Principal Investigator |
安楽 健作 熊本保健科学大学, 保健科学部, 准教授 (80389543)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
湯本 史明 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 特任准教授 (30360150) [Withdrawn]
坂本 亜里紗 熊本保健科学大学, 保健科学部, 講師 (70792084)
田辺 幹雄 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 特任准教授 (00716871)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | MAドメイン / カルジオリピン / リン脂質 / 抗エイズ薬 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は宿主細胞がもつリン脂質であるカルジオリピン(CL)が、HIV-1が所有する構造タンパク質GagのMAドメインに強く結合するという知見をもとに、抗エイズ薬へと展開する新薬創出ストラテジーの提供を目的とする。
これまでにCL誘導体として炭素鎖の短いもの(Tetra-C4-CL、Tetra-C7-CL)や中央のグリセロール部位をイノシトール環に置換した化合物の合成を達成してきた。2021年度は、2020年度までに構築したSurface Plasmon Resonance (SPR)を使用したCLとMAドメインとの定量的結合解析系をもとに哺乳細胞から抽出したMAドメインとカルジオリピン誘導体との詳細な結合解析を実施した。この時、MAドメインとの結合がすでに報告されている他のリン脂質誘導体（ホスファチジルイノシトール2リン酸, Di-C7-PIP2）と解離定数（Kd）を比較することとした。PIP2ミミックであるビオチン化イノシトール4リン酸を固定化した場合はC7-PIP2が最も強く結合し(Kd=12 microM)、CLミミックであるビオチン化ホスファチジン酸を固定化した場合はTetra-C7-CLが最も強く結合した(Kd=19 microM)。これらの結果は細胞内で細胞膜(PIP2と結合)とミトコンドリア(CLと結合)への２方向性を示唆している。また、この違いはリン酸基の数や位置異性体によるものだと予測された。
一方で、本結合解析において哺乳細胞と大腸菌細胞由来の蛋白質とでは、結合親和性に差異が生じることも分かった。そこでLC/MS/MSを用いてMAと結合しうる蛋白質の同定をおこなったところ、一部のアミノ酸におけるtRNAリガーゼの関与が示唆された。現在この結合におけるウイルス学的意義を考慮した実験系の構築を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
これまでに構築した定量的な結合解析系を用いて結合メカニズムを提唱するとともに、結合メカニズムに基づいて化合物の設計が可能となったことから、創薬への展開の第2ステージに入ることができ、すでに合成を開始している。さらに、MAと結合しうる蛋白質においてtRNAリガーゼの関与を示唆することもできた。
しかしながら当初予定していたCL-MAドメイン complexに基づく共結晶構造解析が実施できていないことからやや遅れていると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
2021年度までに実施できなかったCL-MAドメイン complexに基づく共結晶構造解析を2022年に実施し、確固たる結合メカニズムを提唱する。これらの結合様式を含めて、CLの構造をより強くMAドメインに結合するように改変した化合物を設計合成し、創薬への展開を試みる。
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| Causes of Carryover |
2021年度に計画していた共結晶構造解析に関する実験を2022年度に実施せざる得ないこととなった。購入すべき試薬類は購入できているので、当該助成金は2022年度において人件費と旅費を中心に計画する。
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