2022 Fiscal Year Annual Research Report
Development of novel computational method for identification of druggable cryptic pocket on protein surface
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20K15974
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| Research Institution | Kitasato University |
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Principal Investigator |
小澤 新一郎 北里大学, 薬学部, 助教 (20724868)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | インシリコ創薬 / フラグメントベース創薬 / フラグメントマッピング / バーチャルスクリーニング / ポケット構造予測 / cryptic pocket |
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| Outline of Annual Research Achievements |
インシリコ・フラグメントマッピング法では、既知のサブポケット-フラグメント結合様式に基づいて標的タンパク質上の新規サブポケットを同定する。そのため、通常は構造上すでに見えているサブポケットしか同定できないが、検索条件次第では既知サブポケットと残基組成/配置は類似しているが明確なポケット構造を形成していない部位も同定される。本研究では、それら領域がリガンド結合時にはじめて形成される過渡的なリガンド結合ポケット（cryptic pocket）に対応すると考え、創薬への応用を試みた。
はじめに、リガンドとの複合体構造が報告されている複数の標的タンパク質のリガンド非結合型構造に対してインシリコ・フラグメントマッピングを行った。得られたフラグメントを複合体構造中のリガンド部分構造と比較したところ、リガンド非結合型構造では明確なポケット構造を形成していない領域においても類似したフラグメントがマッピングされていた。したがって、本手法を用いることでcryptic pocket位置を同定できると結論した。次に、リガンド非結合型構造においてフラグメント初期座標に拘束をかけた条件でエネルギー極小化計算を行うことにより、複合体構造と類似したポケット構造を構築できた。最後に、STAT3、DPP8などいくつかの標的タンパク質に対して本手法を適用後、バーチャルスクリーニングによって阻害活性を有する化合物を同定することに成功した。これは、実際の創薬における本手法の有効性を示している。
一方で、cryptic pocketを同定するためのフラグメントマッピング計算条件やポケット構築のためのエネルギー計算条件などは標的タンパク質ごとに異なっており、標的ごとに試行錯誤が必要なのが現状である。今後はより多くの標的タンパク質に対して本手法を適用し、標的やリガンド結合部位の種類ごとに適したプロトコルの確立を目指す。
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Research Products
(3 results)
