Study of the role of human flavin-containing monooxygenase 5 as a drug metabolizing enzyme

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K15320
• Research Institution: Josai International University
• Principal Investigator: 松本 かおり 城西国際大学, 薬学部, 助教 (20458681)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: フラビン含有モノオキシゲナーゼ5 / FMO5 / 薬物代謝酵素 / Bayer-Villiger酸化 / Bayer-Villiger酸化酵素

Outline of Annual Research Achievements

フラビン含有モノオキシゲナーゼ (FMO) は、主として基質構造中の窒素（N）や硫黄（S）原子の酸化反応を触媒する酵素として知られている。ヒト肝臓では、FMO5はFMO3と同レベルのｍRNA発現量を有することが知られているが、その存在意義や役割がこれまで明らかではなかった。近年、ヒトFMO5がBayer-Villiger酸化反応（BVO反応）に関与していることが報告され、これまで不明であった薬物の生体内代謝にも寄与している可能性が考えられた。しかし、薬物の生体内代謝におけるFMO5の寄与を検討するには、FMO5発現系ミクロソームを用いた代謝実験以外に有効な手段がなく、ヒトFMO5の関与する特徴的な代謝反応 (BVO反応) で触媒される薬物およびその反応を阻害する化合物の発見が求められている。
当該年度は、ヒトFMO5によりBVO反応を受けるナブメトン以外の基質を検索するため、前年度に見出したヒトFMO5の阻害剤候補のベンジルアセトンおよびフェニルアセトン誘導体をヒトFMO5の基質候補と考え、ヒトFMO5発現系ミクロソームを用いた代謝実験を行った。その結果、ベンジルアセトンおよびフェニルアセトン誘導体は、ナブメトンと同様にヒトFMO5によりBVO反応を受ける基質となり得ることが示唆された。現在、両化合物を基質として、FMO5によるBVO反応の候補阻害剤を用いた阻害試験を行い、フェノタイピング試験で使用できる阻害剤の検討を行っている。また、微生物由来のBayer-Villiger酸化酵素（BVMO）を用いて代謝実験を行い、ヒトFMO5の代替酵素としての可能性を検討中である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

今年度の当初の予定では、FMO5によるBVO反応の候補阻害剤を用いてナブメトン以外の基質の阻害試験を行い、フェノタイピング試験で使用できる阻害剤を見出すとともに、ヒトFMO5の代替酵素の検討を実施する予定であったが、どちらも現在実施中である。今年度は、酵素源の入手が困難な状況であったため、購入までにかなりの時間を要したことも研究進捗が遅れたひとつの要因である。

Strategy for Future Research Activity

前述した通り、本年度の当初予定、すなわち、FMO5によるBVO反応の候補阻害剤を用いてナブメトン以外の基質であるベンジルアセトンおよびフェニルアセトン誘導体の阻害試験を行い、フェノタイピング試験で使用できる阻害剤を決定する。さらに、ヒトFMO5とBVMOの基質の代謝様式の類似性を比較し、BVMOのヒトFMO5代替酵素としての可能性を検討する。さらに、動物肝ミクロソームで代謝実験を行い、ヒトと動物の種差を検討する。

Causes of Carryover

酵素源の入手が困難な状況であったため、未使用額が生じた。次年度使用額は酵素源等の消耗品費として使用予定である。