| Project/Area Number |
22K03547
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 13040:Biophysics, chemical physics and soft matter physics-related
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
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| Keywords | ペプチド薬 / 天然変性ペプチド / 自由エネルギー計算 / 積分方程式理論 / 形態計測学的アプローチ |
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| Outline of Research at the Start |
ペプチド薬は抗がん剤の候補として注目されているが、わずか10残基のペプチドでも10兆を超える膨大な組み合わせがあるため、実験のみによる創薬は困難かつ高コストである。そこで本研究では、ペプチド抗がん剤を物理理論に基づいて高速デザインする手法を開発する。まず、統計力学に基づく「分子認識に伴う水和熱力学量変化の高速計算法」の改良により、「ペプチド－標的タンパク質間の結合力を数秒以内に定量化する新規手法」の開発に取り組む。この手法を「結合ポーズ予測法」に組み込み、腫瘍性タンパク質MDM2（抗がんタンパク質p53の働きを阻害する）を標的とした新規ペプチド抗がん剤のデザインに応用する。
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| Outline of Final Research Achievements |
This study aims to develop a rapid design method for peptide-based anticancer drugs based on physical theory. As a key outcome, we improved a method for efficiently computing the binding free energy between proteins and peptides, and successfully applied it to protein-peptide and GPCR-ligand complexes. This enabled accurate screening of native structures from among numerous decoy structures. Furthermore, by integrating structure prediction methods such as AlphaFold with molecular dynamics simulations, we successfully modeled protein-peptide complexes and reproduced the relative binding affinities of multiple peptide variants.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究の成果により、ペプチド抗がん剤の設計を飛躍的に高速化するための基礎研究が大きく前進した。これにより、多くの新規医薬品候補の創出が期待される点で、高い学術的意義を有する。
さらに、本研究成果は、生体機能を分子レベルで解明・制御することを基盤とした「次世代生体医工学」研究領域の開拓にも貢献している。これにより、さまざまな疾病の原因解明から治療薬・予防法の開発に至るまで、我が国のライフサイエンスの推進と「健康長寿社会」の実現に寄与するという、重要な社会的意義を持つ。
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