ペプチドーペプトイド複合骨格をもつエピゲノム酵素阻害剤の発見

• 研究課題/領域番号: 11F01344
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 外国
• 研究分野: 生体関連化学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 菅 裕明 東京大学, 大学院理学系研究科, 教授
• 研究分担者: HIPOLITO Christopher 東京大学, 大学院理学系研究科, 外国人特別研究員 ; HIPORITO CHRISTOPHER 東京大学, 大学院・理学系研究科, 外国人特別研究員 ; HIPOLITO CHRISTOPHER 東京大学, 大学院・理学系研究科, 外国人特別研究員
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円); 2013年度: 800千円 (直接経費: 800千円); 2012年度: 800千円 (直接経費: 800千円); 2011年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
• キーワード: 特殊ペプチド / 膜タンパク質 / エピゲノム / 翻訳 / non-standard amino acids / in vitro selection / flexizyme / co-crystallization peptide / enzyme inhibitor

研究概要

本研究は2つの研究計画を立てた。(1)細菌の薬剤放出ポンプタンパク質の一つであるPfMATE結合し、且つその高解像度の構造解析を達成しうる特殊ペプチドの創出と複合体の構造解析、(2)ヒトエピゲノム制御に関わる脱メチル化酵素群に属するLSD1とヒストンメチル化酵素SMYD3への特殊ペプチド阻害剤の発見、である。本研究を推進するに当たり、所属研究室で既に開発されたRaPID (Random non-standard Peptides Integrated)システムを駆使し、本目的の達成を試みる。
(1)のPfMATEに結合する特殊ペプチドの探索、およびその共結晶化による高解像度構造解析は成功し、2013年Nature誌に論文を発表するに至った。またコレラ菌MATEについては、特殊ペプチドの探索を終了し、現在構造解析を進めている。
(2)については、LSD1を標的とした阻害剤の探索にも成功したが、阻害活性が数μMと十分でなかった。Warheadを含んだ特殊ペプチドライブラリーを作成し再挑戦したが、これといって芳しい成果が上がらなかった。結論として、全長のLSD1を使って探索した場合、LSD1にアクセサリー領域が多いため、様々な部位との結合する特殊ペプチドが濃縮されることが、阻害剤として高活性の特殊ペプチドの獲得に至らなかったと考えた。現在は、LSD1の活性部位のみを発現したコンストラクトで、再々挑戦を進めている。

現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

(抄録なし)

今後の研究の推進方策

(抄録なし)

研究成果

• [雑誌論文] Protein cocrystallization molecules originating from in vitro selected macrocyclic peptides (2014)
  • 著者名/発表者名: C・J・ Hipolito, N・K・ Bashiru ddin H・Suga
  • 雑誌名: Current Opinion in Structural Biology 巻: (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] A macrocyclic peptide that serves as a cocrystallization ligand and inhibits the function of a MATE family transporte (2013)
  • 著者名/発表者名: C・J・ Hipolito, Y・Tanaka, T・ Katoh, O・ Nureki, H・ Suga
  • 雑誌名: Molecules 巻: 18 号: 9 ページ: 10514-30
  • DOI: 10.3390/molecules180910514
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural basis for the drug extrusion mechanism by a MATE multidrug transporter (2013)
  • 著者名/発表者名: Y・ Tanaka, C・J・ Hipolito, A・D・ Maturana, K・ Ito, T・ Kuroda, T・ Higuchi, T・ Katoh, H・E・ Kato, M・ Hattori, K・ Kumazaki, T・ Tsukazaki, R・ Ishitani, H・ Suga, O・ Nureki
  • 雑誌名: Nature 巻: 496 号: 7444 ページ: 247-51
  • DOI: 10.1038/nature12014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Towards the Combinatorial Selection of Chemically Modified DNAzyme RNase A Mimics Active Against all-RNA Substrates (2013)
  • 著者名/発表者名: Hollenstein, M., Hipolito, C. J., et al.
  • 雑誌名: ACS Combinatorial Science 巻: 15(4) 号: 4 ページ: 174-182
  • DOI: 10.1021/co3001378
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ribosomal production and in vitro selection of natural product-like peptidomimetics : The FIT and RaPID systems (2012)
  • 著者名/発表者名: Hipolito C.J., Suga H.
  • 雑誌名: Current Opinion in Chemical Biology 巻: 16 号: 1-2 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1016/j.cbpa.2012.02.014
  • 査読あり
• [学会発表] In vitro selected cyclic peptides for the cocrystallization and inhibition of a transmembrane multidrug transporte (2013)
  • 著者名/発表者名: Chris Hipolito
  • 学会等名: 9th International Symposium on Aminoacyl-tRNA Synthetases
  • 発表場所: 箱根、日本
  • 年月日: 2013-10-07
• [学会発表] In Vitro Selection of Cyclic Peptides for Cocrystallization with a Multidrug and Toxic compound Extrusion Protein (2013)
  • 著者名/発表者名: Chris Hipolito
  • 学会等名: 10th Annual Australian Peptide Conference
  • 発表場所: Penang, Malaysia
  • 年月日: 2013-09-12
• [学会発表] In Vitro Selection of Cyclic Peptides for Cocrystallization with a Multidrug and Toxic compound Extrusion Protein (2013)
  • 著者名/発表者名: Chris Hipolito
  • 学会等名: American Peptide Symposium 2013
  • 発表場所: Hawaii, USA
  • 年月日: 2013-06-24
• [学会発表] Discovery of cocrystallzation cyclic peptides using the RaPID system (2012)
  • 著者名/発表者名: Hipolito, C. J., et al.
  • 学会等名: 35^<th> Annual Meeting of the MBSJ 2012
  • 発表場所: Fukuoka International Congress Center, Hakata, Fukuoka, Japan
  • 年月日: 2012-12-13
• [学会発表] Modified DNAzymes and the effects of shortening functional group linker length (2012)
  • 著者名/発表者名: Hipolito, C. J., et al.
  • 学会等名: International Symposium on Nucleic Acid Chemistry 2012
  • 発表場所: Toyoda Auditorium, Nagoya University, Nagoya, Japan
  • 年月日: 2012-11-15
• [学会発表] Discovery of cocrystallzation cyclic peptides using the RaPID system (2012)
  • 著者名/発表者名: Hipolito, C. J., et al.
  • 学会等名: International Conference on Circular Proteins 2012
  • 発表場所: Heron Island, Queensland, Australia
  • 年月日: 2012-10-15
• [学会発表] A macrocyclic peptide co-crystallized with a transmembrane protein (2011)
  • 著者名/発表者名: Hipolito C.J., et al
  • 学会等名: The 38<th> International Symposium on Nucleic Acid Chemistrv
  • 発表場所: Sapporo
• [産業財産権] MATE活性阻害ペプチド (2013)
  • 発明者名: 菅裕明、濡木理、クリストファー ジェイヒポライト、田中良樹
  • 権利者名: 東京大学
  • 出願年月日: 2013-07-03
  • 外国
• [産業財産権] anti-MATEペプチド (2012)
  • 発明者名: 菅 裕明, 濡木 理, Chris Hipolito, 田中 良樹
  • 権利者名: 国立大学法人 東京大学
  • 出願年月日: 2012-04-26