In Silico でのペプチド性加水分解酵素 (Catalytide) の創造
| Project/Area Number |
19K22499
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 47:Pharmaceutical sciences and related fields
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| Research Institution | Kochi University |
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Principal Investigator |
秋澤 俊史 高知大学, 医学部, 特任教授 (30202526)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
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| Keywords | Catalytide / In silico / peptide / Alzheimer's disease / ドッキングシミュレーション / 酵素ペプチド / Peptide / Amyloid-beta / ペプチド性加水分解酵素 / In Silico / ベーターアミロイド / アルツハイマー病治療薬 |
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| Outline of Research at the Start |
申請者らの発見した加水分解酵素活性を有する5-9 アミノ酸よりなる短鎖合成ペプチド (Catalytide) はこれまでの治療戦略とは異なった新規ストラテジーによるアルツハイマー病の根本的な治療となり得る。本研究では Catalytide に関する未発表データーも併用し、立体構造-活性相関を詳細に解析することで、PC による臨床適用可能な新規Catalytideを創造する方法論を確立する。本研究の成果は、アルツハイマー病のみならず、パーキンソン病やALSにも適用できる可能性が高い。さらに、学術的観点からは加水分解解酵素反応機構の解明に有益な情報（データ）を得ることができる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度においては、活性の最も強い 5 残基 Catalytide である GSGHR を用いた D-置換体のコンピュータモデリング及びその活性について検討を行なった。全てを D-体に置換した D-GSGHR では立体構造が大きく崩れることがコンピュータモデリングにより示唆された。そこで、一般的に同様の立体構造を示すとされている逆配列の D-体 (retro-inverso-GSGHR) についても立体構造を解析したが D-GSGHR と同様立体構造が GSGHR とは異なり酵素活性を示さないと考えられた。実際に合成し活性の検討を行なったが Aβ1-20、Aβ11-29 に対して活性を示さなかった。このことから、GSGHR と同様の立体構造特に His のイミダゾール基及び C-末端のカルボキシ基が近い構造を取る必要が GSGHR の活性発現に重要であることが考えられた。次に、GSGHR の各アミノ酸を D-体に置換してコンピュータモデリングを行なった。この結果、アミノ酸 1 残基の D-体置換では全て His のイミダゾール基が外側を向く傾向があり、活性発現に必要な構造を形成しなかった。一方、2 残基の D-体置換においては、GSGHR の Ser 及び His をD に変えた置換体では、GSGHR の立体構造と同様に His のイミダゾール基及び C-末端のカルボキシ基の距離が近く、活性発現に必要な立体構造を形成していることが示唆された（投稿論文作成中）。
これらの結果より、Ser、His 残基の D-置換体は GSGHR と同様の活性を有することが考えられ、より生体内で安定な Catalytide 候補となり得る可能性が示唆された。現在 ALSの発祥原因となるSOD1タンパク質の凝集の核となるフラグメントペプチドをドッキイングシュミレーションで童貞し、検証中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
COVIT-19 の影響によりNMR測定ができなかったこと、さらに緊急事態宣言等による校内における業務、研究等に対する制限と実験補助の学生の登校規制のため In vitro の検証実験が遅くなったことにより、やや遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度において、生体内で安定性の高い D-置換体の 5 残基 Catalytide 候補が選出できた。よって今後、Catalytide の臨床応用に向けた、下記に示す生体内安定性 (酵素耐性獲得) 活性測定を行う。
1. D-置換体の 5 残基 Catalytide 候補ペプチドの合成、活性測定。
2. 酵素活性の解析及び血清中等の生体内安定性の検討を行い、臨床応用に最適な Catalytide の選択を行う。
3. 活性の有無とコンピュータモデリングの結果を統括し新規酵素ペプチドの作成法を考案する。
4. ALSの原因となるSOD1 を用いてモデリングの成果を検証する。
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Report
(2 results)
Research Products
(17 results)
