2022 Fiscal Year Annual Research Report
γ-アミノ酸やδ-アミノ酸を含有する特殊環状ペプチドスクリーニング法の開発
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22J12466
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
三浦 敬 東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2022-04-22 – 2024-03-31
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| Keywords | ペプチド / 特殊環状ペプチド / 非天然アミノ酸 / リボソーム / 翻訳 / γ-アミノ酸 / δ-アミノ酸 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
薬剤候補ペプチドの探索において、構造多様性に富むペプチドライブラリを構築し、ハイスループットスクリーニングへと適用することが有効である。ペプチド鎖に非天然アミノ酸のγ-アミノ酸やδ-アミノ酸を導入することで、タンパク質性アミノ酸のみからなるペプチドには見られない特殊な二次構造を誘起させることができ、薬剤として必要なペプチダーゼ耐性や細胞膜透過性への寄与が期待される。そこで、本研究ではリボソーム翻訳によるγ-アミノ酸やδ-アミノ酸を含有するペプチドの合成およびスクリーニングへの適用を目指す。
リボソーム翻訳系に非天然アミノ酸を導入することで、鋳型のmRNA配列に対応する非天然ペプチドを合成可能となる。つまり、mRNA配列を多様化することで非天然ペプチドライブラリの調製を迅速に行うことができる。これまで、多様な主鎖骨格を有する非天然アミノ酸の導入とペプチドライブラリの合成が報告されているが、γ-アミノ酸およびδ-アミノ酸の導入は達成されていない。
本年度は、γ-アミノ酸およびδ-アミノ酸の導入に向けて翻訳条件の最適化に取り組んだ。これらのアミノ酸はα-アミノ酸とは大きく異なる主鎖骨格を有するため、リボソームの触媒環境に合致せず、翻訳効率が大きく落ちることが知られている。翻訳効率に関わる因子のうち、tRNAの構造および割り当てるコドンに着目し、網羅的な解析を開始した。その際、LC/MSによりペプチドの翻訳量を化学合成したモデルペプチドと比較・定量する系を確立した。
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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
本研究では、γ-アミノ酸およびδ-アミノ酸を含有するペプチドの翻訳合成系を確立したのち、ペプチドライブラリを翻訳合成し、RaPIDディスプレイ法によるスクリーニングに適用する計画である。
初年度は翻訳合成系の最適化を行った。これらの非天然アミノ酸を導入に際しtRNAの構造やコドンの選択の重要性を確認したため、網羅的な解析に着手した。翻訳量を簡便に定量する系を確立したため、最適化の完了に近づいている。計画後半のRaPIDディスプレイに用いるmRNAライブラリは調製済みであり、迅速にスクリーニングに移る手筈が整っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度に確立した翻訳量の定量法を用いて翻訳系の最適化を完了させる。その後、RaPIDディスプレイによるスクリーニングを遂行し、薬剤候補ペプチドの取得および活性や安定性の評価を行う。
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[Presentation] 環状γ-アミノ酸含有ペプチドを用いたSARS-CoV-2メインプロテアーゼ阻害剤のスクリーニング2023
Author(s)
三浦敬, Tika Malla, David Owen, Anthony Tumber, Lennart Brewitz, Michael McDonough, Eidarus Salah, 寺坂尚紘, 加藤敬行, Petra Lukacik, Claire Strain-Damerell, Halina Mikolajek, Martin Walsh, Akane Kawamura, Christopher Schofield, 菅裕明
Organizer
日本薬学会第143年会
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[Presentation] 環状γ-アミノ酸含有ペプチドライブラリの構築およびSARS-CoV-2メインプロテアーゼ阻害剤のスクリーニング2022
Author(s)
三浦敬, Tika Malla, David Owen, Anthony Tumber, Lennart Brewitz, Michael McDonough, Eidarus Salah, 寺坂尚紘, 加藤敬行, Petra Lukacik, Claire Strain-Damerell, Halina Mikolajek, Martin Walsh, Akane Kawamura, Christopher Schofield, 菅裕明
Organizer
第21回東京大学生命科学シンポジウム
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[Presentation] Ribosomal synthesis of a peptide library containing cyclic γ-amino acids for discovery of SARS-CoV-2 main protease inhibitors2022
Author(s)
Takashi Miura, Tika Malla, David Owen, Anthony Tumber, Lennart Brewitz, Michael McDonough, Eidarus Salah, Naohiro Terasaka, Takayuki Katoh, Petra Lukacik, Claire Strain-Damerell, Halina Mikolajek, Martin Walsh, Akane Kawamura, Christopher Schofield, Hiroaki Suga
Organizer
第59回ペプチド討論会
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[Presentation] De novo macrocyclic peptide inhibitors containing cyclic γ-amino acids targeting the SARS-CoV-2 main protease2022
Author(s)
Takashi Miura, Tika Malla, David Owen, Anthony Tumber, Lennart Brewitz, Michael McDonough, Eidarus Salah, Naohiro Terasaka, Takayuki Katoh, Petra Lukacik, Claire Strain-Damerell, Halina Mikolajek, Martin Walsh, Akane Kawamura, Christopher Schofield, Hiroaki Suga
Organizer
Boulder Peptide Symposium
Int'l Joint Research
