2023 Fiscal Year Research-status Report
Redox control of disease-related metalloproteins and its application to drug development
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19K07024
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
三重 安弘 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究グループ長 (00415746)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
辻野 博文 大阪大学, 総合博物館, 准教授 (10707144)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 金属蛋白質 / インドールアミン2,3-ジオキシゲナーゼ / ヘム蛋白質 / ナノ構造電極 / 金ナノ粒子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、がん等の疾病と金属蛋白質との関連が明らかになってきており、その蛋白質機能・特性を分子レベルで理解することは、該蛋白質をターゲットとする創薬において重要である。しかしながら、機能発現に重要な金属の酸化還元（レドックス）状態を制御する良好な手法が確立されておらず、in vivoでの疾病との相関研究に比べ、その理解は遅れている。本研究では、ナノ構造電極を活用する電気化学法を用いて、創薬ターゲットとなる金属蛋白質のレドックス制御技術を開発し、該蛋白質機能の分子レベルでの理解を進展させることを主目的とする。
本年度（5年目）は、これまで確立した免疫抑制に関与する酵素、インドールアミン2,3-ジオキシゲナーゼ（IDO）、の電気化学評価（アッセイ）法を用いて、当該酵素を阻害する化合物の探索を行なった。２種の計算手法、Multiple target screening (MTS)法およびDocking score index (DSI)法、を用いて阻害候補化合物を予測し、十数種類の予測された化合物について調査した。当該アッセイ系に候補化合物を添加し電流応答を計測したところ、ほとんどの化合物については変化が観られなかったが、ある化合物については明瞭な電流変化が観測され、IDO酵素反応を阻害していることが示唆された。化合物の濃度と得られた電流の相関から、IC50値が10 nM程度と見積もられ、有意な候補化合物を見つけることができた。また、昨年度に開発した金ナノ粒子によるナノ構造電極について、モデル金属蛋白質を用いた検討を行い、本電極の汎用性が高いことを明らかにできた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
新型コロナウィルス等の影響により、全体的な遅延はあるものの、これまでに見出したナノ構造電極を用いて免疫抑制に関与する蛋白質であるインドールアミン2,3-ジオキシゲナーゼのレドックス制御と当該酵素反応の電気化学的なアッセイ法が有用であることを見出し、阻害剤の探索にも成功した。また、金ナノ粒子を用いた簡便な手法によるナノ構造電極の開発と金属蛋白質の電気化学的なレドックス制御の応用に対する有用性も示すことができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
インドールアミン2,3-ジオキシゲナーゼ等の電気化学アッセイ法を用いた阻害剤探索の詳細を検討し、従来法との比較等を行いその有用性を示し、創薬展開のための基盤技術を構築する。また、他の疾患関連酵素の計測にも挑戦する。新たに創製したナノ構造電極についても引き続き解析や応用検討を進める。
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| Causes of Carryover |
（理由）新型コロナウィルスの影響による実験時間の制約などにより、様々な条件下での阻害剤候補化合物に対する電気化学計測の検討や論文等の成果発表が遅れた。また、金属蛋白質のレドックス制御と応用に有効な新たなナノ構造電極を見出し、その検討にも時間を費やした。次年度には、免疫抑制酵素に対する阻害剤探索の詳細検討や新規ナノ構造電極の更なる解析と応用検討を計画した。
（使用計画）阻害剤探索の詳細検討や新規ナノ構造電極の解析等における消耗品や、これまでおよびこれらの成果の発表等のための費用に充てる。
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