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分子表面の有用構造を標的としたD-アミノ酸酸化酵素阻害剤の創出

研究課題

研究課題/領域番号 18K06580
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分47010:薬系化学および創薬科学関連
研究機関国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構 (2022-2023)
東京薬科大学 (2020-2021)
徳島大学 (2018-2019)

研究代表者

加藤 有介  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 高度分析研究センター, 研究員 (70596816)

研究分担者 福井 清  徳島大学, 先端酵素学研究所(次世代), 非常勤講師 (00175564)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2021年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2018年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードバーチャルスクリーニング / タンパク質表面 / 計算科学 / 分子動力学 / 機械学習 / D-アミノ酸酸化酵素 / D-amino acid oxidase / Virtual screening / drug design / protein surface / 創薬 / 統合失調症
研究成果の概要

D-アミノ酸酸化酵素(DAO)の外表面領域を標的としてマルチステップの構造ベースバーチャルスクリーニング(SBVS)等を行い化合物ライブラリーから絞り込みを行った。前提条件として既存のDAO阻害剤の相互作用情報は用いなかった。最終SBVSステップとコンセンサスランキングによる選択後、5個の化合物をin vitro実験で検討した。そのうちの1化合物はDAOに対して有意な阻害作用を示した。得られたドッキングポーズについて機械学習により分類し分子動力学を用いて評価した。その相互作用の特徴は既存のDAO阻害剤とは全く異なるものであった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

統合失調症の陰性症状や認知機能障害の治療には既存の治療薬では不十分であるため、新しい治療原理による新規薬が必要とされている。本研究ではこれまでにない新しい手法で新規化合物を発見したため、大きな足掛かりになると考えている。本研究では特定の分子表面構造を標的とする阻害剤の探索に成功した。分子表面からタンパク質機能の阻害を行う化合物の探索手法はまだ十分に整備されていないため、我々が構築した方法はそうした課題の解決につながるものである。我々の手法は実験と計算科学を融合した新しい手法で幅広い応用の可能性がある。

報告書

(7件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Udon Thani Rajabhat University(タイ)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Udon Thani Rajabhat University(タイ)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Johns Hopkins University(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 分子動力学を利用したインフルエンザウイルス薬物耐性機構の解析2021

    • 著者名/発表者名
      加藤 有介, 鈴木 和男
    • 雑誌名

      シミュレーション

      巻: 40 ページ: 144-150

    • NAID

      40022744911

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Novel oseltamivir-resistant mutations distant from the active site of influenza B neuraminidase2021

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Kato, Kazuhiro Takahashi, Fuyu Ito, Shoichi Suzuki, Kiyoshi Fukui, Masakazu Mimaki, Kazuo Suzuki
    • 雑誌名

      Journal of biomolecular structure and dynamics

      巻: 39 号: 10 ページ: 3491

    • DOI

      10.1080/07391102.2020.1765872

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] P219L substitution in human D-amino acid oxidase impacts the ligand binding and catalytic efficiency2020

    • 著者名/発表者名
      Rachadech Wanitcha、Kato Yusuke、Abou El-Magd Rabab M、Shishido Yuji、Kim Soo Hyeon、Sogabe Hirofumi、Maita Nobuo、Yorita Kazuko、Fukui Kiyoshi
    • 雑誌名

      The Journal of Biochemistry

      巻: 168 号: 5 ページ: 557-567

    • DOI

      10.1093/jb/mvaa083

    • NAID

      40022409851

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Development and application of novel protein labeling reagent "SEAL".,2019

    • 著者名/発表者名
      Kohiki Taiki、Kato Yusuke、Denda Masaya、Nishikawa Yusuke、Yorita Kazuko、Sagawa Ikuko、Inokuma Tsubasa、Shigenaga Akira、Fukui Kiyoshi、Otaka Akira
    • 雑誌名

      Peptide Science

      巻: 2018 ページ: 104-104

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Structural basis for potent inhibition of d-amino acid oxidase by thiophene carboxylic acids.2018

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Kato, Niyada Hin, Nobuo Maita, Ajit G. Thomas, Sumire Kurosawa, Camilo Rojas, Kazuko Yorita, Barbara S. Slusher, Kiyoshi Fukui, Takashi Tsukamoto
    • 雑誌名

      European Journal of Medicinal Chemistry

      巻: 159 ページ: 23-34

    • DOI

      10.1016/j.ejmech.2018.09.040

    • NAID

      120006886720

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Combined approach of computation and enzymology to investigate novel D-amino acid oxidase inhibitors.2018

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Kato, Nobuo Maita, Taiki Kohiki, Sumire Kurosawa, Yusuke Nishikawa, Ikuko Sagawa, Masaya Denda, Tsubasa Inokuma, Yuji Shishido, Kazuko YORITA, Akira Shigenaga, Akira Otaka, Kiyoshi Fukui
    • 学会等名
      The 13th International Symposium of the Institute Network for Biomedical Sciences
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 徳島大学 / 教育研究者総覧 --- 加藤 有介

    • URL

      http://pub2.db.tokushima-u.ac.jp/ERD/person/289660/work-ja.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2025-01-30  

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