2022 Fiscal Year Research-status Report
Development of peptide derivatives with amyloid-beta cleaving activity
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22K06508
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| Research Institution | Showa University |
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Principal Investigator |
福原 潔 昭和大学, 薬学部, 教授 (70189968)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
水野 美麗 昭和大学, 薬学部, 講師 (60766195)
大野 彰子 国立医薬品食品衛生研究所, 安全性予測評価部, 主任研究官 (70356236)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | アルツハイマー病 / アミロイドβ / セクレターゼ / 神経細胞毒性 / 凝集阻害 / ペプチド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アルツハイマー病ではアミロイドβ(Aβ)が凝集して生成するオリゴマーが神経細胞死や脳の萎縮を引き起こす。α-セクレターゼはアミロイド前駆体蛋白質のAβドメイン内を切断する。本研究ではAβに対してα-セクレターゼ様活性を有することで、Aβを特異的に切断してAβの凝集を引き金とする神経毒性を根本的に抑える化合物を開発する。本化合物はAβ認識ユニットと切断ユニットから構成される。Aβ認識ユニットはAβ凝集阻害活性が報告されているAβの16-20番目の部分配列Lys-Leu-Val-Phe-Phe（KLVFF）をリード化合物として用い、Pheを他のアミノ酸に置換してAβへの特異性・親和性を増強させる。本配列にプロテアーゼ活性が報告されているFe-EDTAやFe-DTPAをAβ切断ユニットとして適度なspacerを介して結合させた化合物を合成する。本年度はKLVFFのAβへの結合親和性の増強を目的とした誘導化を行った。カテコール構造およびフェノール構造を有する天然抗酸化物質はAβ凝集阻害作用を示す。そこで、KLVFFのAβ凝集阻害作用を増強させるために、フェニルアラニン(F)の側鎖のベンゼン環をフェノール構造を有するチロシン(Y)やカテコール構造を有するドーパ(Dp)に置換したペプチドを合成した。これらのペプチドはAβの分子間βシート構造の形成を抑制することで強力な凝集阻害活性を示した。また、Aβによる神経細胞毒性に対して高い阻害活性を示した。特に19番目および20番目のFをDpで置換したKLVDpF,とKLVDpDpは非常に強力なAβ凝集阻害活性と神経細胞毒性抑制作用を示した。今後は、これらの配列にプロテアーゼ阻害活性を有するFe-EDTAやFe-DTPAを結合させた化合物を適度なスペーサを介して結合させた化合物を合成してAβに対する切断活性を明らかにする。
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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
Aβの16-20番目の配列Lys-Leu-Val-Phe-Phe（KLVFF）を有するペプチドはAβに対して高い親和性と特異性を有する。一方、カテコール構造およびフェノール構造を有する天然抗酸化物質はAβ凝集阻害作用を示す。そこで本年度はAβに対して凝集阻害活性を示すKLVFFについてAβに対する親和性を増強させるために、フェニルアラニン(F)をドーパ(Dp)やチロシン(Y)に置換したペプチドを合成し、Aβの凝集反応に対する作用について検討を行った。
KLVFFの２つのFの一方または両方をDpやYで置換した化合物(KLVXX: X = F → Dp or Y)の合成は固相合成法で行った。合成したKLVXXのAβの凝集反応に対する阻害効果はチオフラビンT法を用いて検討した。また、Aβ同士のβ-シート形成に対するKLVXXの阻害効果を円偏光二色性スペクトルで解析した。その結果、FをDpに置換したペプチド(KLVDpF, KLVDpDp)はAβの分子間βシート形成を抑制してAβの凝集を強力に抑制することが明らかとなった。神経細胞(SHSY-5Y)はAβを添加してインキュベートすると細胞死が確認されるが、これらのペプチドを共存させると神経細胞毒性が強く抑制された。
以上、KLVFFのフェニルアラニンをドーパに置換したペプチドはAβに対して強力な凝集に由来する神経細胞毒性を強力に抑制することから、Aβに対して高い親和性を有するペプチドであることが明らかとなった。このペプチドは本研究で開発するα-セクレターゼ様化合物のAβ認識ユニットとして利用可能なことから、研究は予定通り進行している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後はAβに対して高い結合親和性を有するペプチド(KLVDpF, KLVDpDp )にプロテアーゼ阻害活性を有するFe-EDTAやFe-DTPAを結合させた化合物を適度なスペーサを介して結合させた化合物を合成してAβに対する切断活性を明らかにする。また、神経細胞を用いてAβによる神経毒性に対する抑制効果を明らかにする。
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| Causes of Carryover |
化合物の合成を予定よりも小スケールで行ったため、消耗品費を節約できた。翌年度以降に行う生物実験用の大スケール合成に当該助成金を使用する予定である。また、国際学会での発表をオンラインで行ったため、旅費を節約できた。翌年度以降の学会出張費に充当する予定である。
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