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中分子創薬を指向したTag-assistedファージディスプレイ法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K15696
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分37010:生体関連化学
研究機関東京工業大学

研究代表者

三木 卓幸  東京工業大学, 生命理工学院, 助教 (20823991)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020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)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2019年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードファージディスプレイ / 膜蛋白質 / His-tag / Ni(II)錯体 / ペプチド / 中分子医薬 / ファージディスプレイ法 / Ni錯体 / hDM2 / Phage Display / ペプチドリガンド / 化学修飾 / 金属錯体 / 膜タンパク質 / His tag
研究開始時の研究の概要

創薬においてペプチドを用いた中分子医薬品は注目を浴び、そのリード中分子の探索にはファージディスプレイ法が有用である。これは、ランダムな配列で構成されるペプチドライブラリーの中から標的分子に結合するペプチドを探索する手法である。しかし、この方法は、一般的に精製した蛋白質を用いて試験管内でリードペプチドを探索する為、精製・単離が困難な膜蛋白質には適用が困難である。そこで、私は膜蛋白質を単離・精製することなく細胞膜上の蛋白質をそのまま用いて、中分子医薬のリード化合物を探索する”Tag-assistedファージディスプレイ法”を確立する。

研究成果の概要

ファージディスプレイ法は標的分子と結合するペプチド配列を探索する優れた手法である。しかし、単離・精製が困難な膜蛋白質に適用が困難という大きな課題が残されていた。そこで、筆者はファージにNi錯体を化学修飾することで、細胞表層に発現するHis-tag融合蛋白質に選択的なリガンド探索ができると考えた。まず、ファージに対する化学修飾反応を確立するため、蛍光色素NBDを用いて反応条件を確立した。この結果をもとにNi錯体をファージに修飾し、His-tag融合hDM2に対してペプチドリガンドの探索を行った。その結果、Ni錯体を修飾した場合、有意に標的蛋白質と結合するファージが濃縮されることが明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ファージディスプレイ法は、中分子医薬品開発の実績のある基盤技術である。しかし、リガンド探索において、バイアスが強い点や膜蛋白質に適用できない点など致命的な欠点も多い。そのため、これらを解決したリガンド探索法は、創薬の革新的技術となり得る。本研究で開発した手法は効率的にペプチドリガンドを探索でき、次世代の創薬技術の前進的な手法である。本手法の発展と更なる改良によって、より実践的な中分子リガンド探索法に進化すると期待できる。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Selection of fluorescent biosensors against galectin-3 from an NBD-modified phage library displaying designed α-helical peptides2021

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto Masahiro、Miki Takayuki、Chang Iou Ven、Tsutsumi Hiroshi、Mihara Hisakazu
    • 雑誌名

      Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters

      巻: 37 ページ: 127835-127835

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2021.127835

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Construction of a Stapled α-Helix Peptide Library Displayed on Phage for the Screening of Galectin-3-Binding Peptide Ligands2020

    • 著者名/発表者名
      Anananuchatkul Teerapat、Chang Iou Ven、Miki Takayuki、Tsutsumi Hiroshi、Mihara Hisakazu
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 5 号: 11 ページ: 5666-5674

    • DOI

      10.1021/acsomega.9b03461

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 蛍光修飾αヘリックス設計ペプチドを提示したファージライブラリによるgalectin-3検出蛍光バイオセンサーの探索2021

    • 著者名/発表者名
      橋本 匡浩・三木 卓幸・Iou Ven Chang・堤 浩・三原 久和
    • 学会等名
      日本化学会 第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Ni(II)-NTA修飾ペプチドを提示したファージライブラリの構築とHisタグ融合蛋白質に対するリガンドスクリーニング2021

    • 著者名/発表者名
      瀬古 健太・筧 翔太・三木 卓幸・Iou Ven Chang・堤 浩・三原 久和
    • 学会等名
      日本化学会 第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] A fluorophore-conjugated phage library for screening of a peptide-based fluorescent biosensor for Galectin-32019

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Hashimoto, Takayuki Miki, Iou Ven Chang, Hiroshi Tsutsumi, Hisakazu Mihara
    • 学会等名
      The 56th Japanese Peptide Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Improvement of phage binding ability to target proteins in combination with his-tag and Ni(II)- complex interaction2019

    • 著者名/発表者名
      Kenta Seko, Takayuki Miki, Teerapat Anananuchatkul, Hiroshi Tsutsumi, Hisakazu Mihara
    • 学会等名
      The 56th Japanese Peptide Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2022-01-27  

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