立体構造解析に基づくカテプシンL選択特異的阻害剤の分子設計

• 研究課題/領域番号: 06453194
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 医薬分子機能学
• 研究機関: 大阪薬科大学
• 研究代表者: 石田 寿昌 大阪薬科大学, 薬学部, 教授 (00111021)
• 研究分担者: 友尾 幸司 大阪薬科大学, 薬学部, 助手 (70257898) ; 尹 康子 大阪薬科大学, 薬学部, 助手 (50257896)
• 研究期間 (年度): 1994 – 1996
• 研究課題ステータス: 完了 (1996年度)
• 配分額: 6,400千円 (直接経費: 6,400千円); 1996年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円); 1995年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円); 1994年度: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
• キーワード: カテプシンL / プロカテプシンL / 遺伝子組み換え / 発現 / X線解析 / NMR / 阻害剤 / 分子設計

研究概要

平成6年度からの3年間、以下に示す研究計画に従い、鋭意い研究を進めてきた。
(1)大腸菌からのラットカテプシンLの大量発現。
(2)大腸菌からのラットカテプシンLの単離精製。
(3)組み替えラットカテプシンLの活性測定による天然体と同一機能の確認
(4)カテプシンLのX-線結晶構造解析
(5)カテプシンL-阻害剤複合体の調整と物性測定
(6)カテプシンL-阻害剤複合体のX-線結晶構造解析
(7)カテプシンLおよび阻害剤との複合体のNMR法による溶液構造解析
(8)カテプシンLの活性中心の立体構造の構築とその構造的特徴を解明、および触媒機構の解明
(9)(4)〜(8)に基づくカテプシンL選択特異的低分子阻害剤の設計と阻害活性測定
既に(1)〜(3)の研究を完成させ、現在、(4)〜(7)について鋭意取り組んでいる。これらの研究項目については近い将来の完成を確信している。当初の計画期間内で研究を完成できなかった最大の理由は、カテプシンLの自己消化による不安定性ある。X-線結晶解析やNMRによる溶液構造解析にはサンプルが比較的安定であることが要求されるが、カテプシンL自身の高い自己消化能により、長時間の活性状態での安定維持が困難であることに起因している。このことを解決すべく、数種類の組み替えプロカテプシンLを作成すると共に、カテプシンLに対しては阻害剤との複合体の構造解析を先行させることとした。フリー状態でのカテプシンLの活性中心の立体構造を明らかにすることは出来ないものの、フリーなプロカテプシンLの活性中心の立体構造およびカテプシンL-阻害剤複合体での活性中心の立体構造比較から、本研究課題の目的であるカテプシンL選択特異的低分子阻害剤の分子設計にさほど影響しないものと考えている。
以上、当該研究期間で計画していた(1)〜(9)の研究項目の内、(1)〜(3)を完成させ、(4)〜(7)についてはかなりの成果を得ている。しかし、(8)以降の研究課題においては、H9年度以降にずれ込む結果となった。従って、H9年度内に本研究課題の最終目的であるカテプシンL選択特異的阻害剤の分子設計を完成させるべく、現在、鋭意研究を進めている。