ケミカルレセプトームの開発と応用

• Project/Area Number: 14657590
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 医薬分子機能学
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 藤井 信孝 京都大学, 薬学研究科, 教授 (60109014)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大高 章 京都大学, 薬学研究科, 助教授 (20201973)
• Project Period (FY): 2002 – 2004
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2003)
• Budget Amount: ¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000); Fiscal Year 2003: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2002: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
• Keywords: 受容体 / 膜タンパク質 / ペプチドチオエステル / CXCR4 / 脂質二重膜 / gp41 / タンパク質合成 / HIV / 脂質膜 / リポソーム

Research Abstract

受容体機能の化学的解析、即ちケミカルレセプトームを目指して本年度は水溶性受容体ミメティックスの開発、および受容体そのものの化学的合成を指向して次の諸点について検討を加えた。まず、水溶性受容体ミメティックスに関してはHIVがその標的細胞に感染する際に利用するgp41蛋白質の動的超分子機構を参考にすることとした。即ち、gp41は、その分子内に存在する2つのhelix性の高い領域で分子内自己会合を起こし、6量体バンドルを形成する点である。2つの領域としてN36およびC34領域が取り上げられているが、いずれも水溶性が悪く、天然品を利用した6量体バンドルを直接水溶性受容体ミメティックスに展開するには無理があると考えられた。そこで、水溶性6量体の構築を目指し、会合体の外側に位置するペプチドであるC34に対して、独自のアミノ酸変換戦略を適用する計画を立てた。具体的にはアミノ酸残基を7つずつ、X-EE-XX-KKなる配列で区切り、水溶性とヘリックス性を上昇させる手法である。これにより水溶性受容体ミメティックス合成に最適と考えられるSC35EK分子を開発するに至った。
次に、受容体分子そのものの化学合成であるが、これについては、我々が従来研究を展開してきたCXCR4分子を題材として取り上げた。基本的合成戦略としては、ペプチドチオエステルフラグメントの作成とこれらフラグメントの脂質膜上での縮合反応が挙げられる。すでに、昨年度、必要とされるペプチドチオエステルフラグメントの合成をすべて完了していたので、本年度はこれらフラグメントの脂質二重膜中での縮合反応について検討を加えた。その結果、これらペプチドフラグメントは、脂質二重膜中で極めて効率的に反応に、2回膜貫通型の受容体モデルへと変換できることを明らかとした。今後は、本手法のCXCR4受容体全合成への展開を図る予定である。

Research Products

• [Publications] Akira Otaka et al.: "SmI_2-Mediated Reduction of γ,γ-Difluoro-α,β-enoates with Application to the Synthesis of Functionalized (Z)-Fluoroalkene-Type Dipeptide Isosteres."J.Org.Chem.. 69. 1634-1645 (2004)
• [Publications] Akira Otaka et al.: "Synthesis of fluorine-containing Bioisosteres corresponding to phosphoamino acids and dipeptide units."Biopolymers. 76. 140-149 (2004)
• [Publications] Nobutaka Fujii et al.: "Molecular-size Reduction of a Potent CXCR4-chemokine Antagonist Using Orthogonal Combination of Conformation- and Sequence-based Libraries."Angew.Chem., lnt.Ed.. 42. 3251-3253 (2003)
• [Publications] Akira Otaka et al.: "Application of Samarium Diiodide (SmI_2)-induced Reduction of γ-Acetoxy-α,β-enoates with α-Specific Kinetic Electrophilic Trapping for the Synthesis of Amino Acid Derivatives."Chem.Commun.. 1834-1835 (2003)
• [Publications] Hirokazu Tamamura et al.: "Synthesis of Potent CXCR4 Inhibitors Possessing Low Cytotoxicity and Improved Biostability Based on T140 Derivatives."Org.Biomol.Chem.. 1. 3656-3662 (2003)
• [Publications] Hirokazu Tamamura et al.: "Enhancement of the T140-based Pharmacophores Leads to the Development of More Potent and Bio-stable CXCR4 Antagonists."Org.Biomol.Chem.. 1. 3663-3669 (2003)
• [Publications] A.Otaka, et al.: "Artificial Remodeling of gp41-C34 Peptide Leads Effective HIV Fusion Inhibitor with Anti-HIV Activity"Angew. Chem. Int. Ed.. Vol.41. 2938-2940 (2002)
• [Publications] H.J.Lee, et al.: "Antiproliferative activity induced by the somatostatin analogue, TT-232 in human pancreatic cancer cells"Eur J. Cancer. Vol.11. 1526-1534 (2002)
• [Publications] S.Oishi, et al.: "Diastereoselective Synthesis of New Ψ[(E)-CH=CH]-and Ψ[(Z)-CH=CH]-type Alkene Dipeptide Isosteres by Organocopper Reagents and Application to Conformationally Restricted Cyclic RGD Peptidomimetics"J. Org. Chem.. Vol 67. 6162-6173 (2002)
• [Publications] R.Hosotani, et al.: "Trojan p16 peptide suppresses pancreatic cancer growth and prolongs survival in mice"Clin. Cancer Res.. Vol.8. 1271-1276 (2002)
• [Publications] R.Yanada, et al.: "Indium-mediated Atom-transfer Cyclization and Reductive Cyclization"Tetrahedron Lett.. Vol.43. 4584-4588 (2002)
• [Publications] M.Anzai, et al.: "Asymmetric Synthesis of β2,3-amino acids by InI-Pd(O)-promoted metalation and addition of chiral 2-vinylaziridines"Tetrahedron. Vol.58. 5231-5239 (2002)