2021 Fiscal Year Annual Research Report
高活性化合物を創生し創薬標的の枯渇を解消する動的構造創薬技術の確立
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20H03378
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
竹内 恒 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 教授 (20581284)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
徳永 裕二 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 助教 (80713354)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | タンパク質 / 薬物 / 動的相互作用 / NMR / 創薬基盤技術 / クリプトサイト |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度までに“複合体における化合物の運動性を評価し、活性を向上させる手法の確立”の一環として、FCT法を非標識の化合物の運動性解析に適用拡大することで、MAPキナーゼ p38αの阻害剤を研究対象として、構造中に複数のメチル基を有する既知の低分子性阻害剤について、化合物の構造の中で、結合時に遊びが残り、相補性を向上させる余地のある部分を同定する技術を確立した。そこで本年度は、化合物との特異的結合を示すアミノ酸残基に変異を加えることで、その結合活性の熱力学的変化と、化合物の結合時における運動性がどのように相関するのかを一部の残基について解析した。その結果、エンタルピックな特異的結合を示す残基に変異を導入することで、結合時の化合物の運動性が顕著に増大することが示唆された。また、”動的構造解析に基づくクリプトサイトの同定・利用法の確立”については、前年度までに想定以上に研究が進み、抗がん剤の標的あるBcl-xLについて、低確率でも構造平衡を捉えることが可能な緩和分散法などにより、クリプトサイトを同定するとともに、クリプトサイトをアロステリックに開いた状態で安定化する変異体を獲得ことに成功し、ファージディスプレーによるスクリーニングを行い、野生型よりも変異体に多くのヒットが見出されることを見出した。そこで本年度は、得られたヒットペプチドが、Bcl-xLのクリプトサイトに結合しているか、またその場合、どのように結合しているかをNMRを用いて検証した。その結果、当該ペプチドが野生型のBcl-xLのクリプトサイトを開いて結合していることが確認できた。さらに、より簡便にクリプトサイトの同定を行うことを目的として、非結合状態のBcl-xLに圧力をかける実験を行い、高圧下における化学シフト摂動から、クリプトサイト部分に圧力依存的な化学シフト変化がより顕著に観測されることを明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究は、化合物と創薬標的タンパク質の運動性を溶液中で評価することで、高活性化合物の創生を加速し、創薬標的の枯渇を解消する「動的構造創薬」の基盤の確立を目指す。研究はコロナ禍による物品調達の遅れなどから、一部繰越が必要になったものの、計画した内容を達成できたことから順調に推移していると評価できる。また、得られた知見に基づく論文1報、レビュー1報も発表した。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究計画は順調に推移しており、当初計画した成果が達成できるよう研究を進める。
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