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細胞内標的プレニル化ペプチド薬剤の創製原理の確立

研究課題

研究課題/領域番号 20H02866
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分37020:生物分子化学関連
研究機関京都大学 (2023)
東京大学

研究代表者

後藤 佑樹  京都大学, 理学研究科, 教授 (70570604)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2023年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2022年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2021年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード中分子ペプチド / プレニル化ペプチド / 擬天然物 / 生物活性分子
研究開始時の研究の概要

次世代型の創薬候補分子として、中分子サイズの環状ペプチドが近年注目されている。しかしながら、親水性の高いアミド結合を主鎖にもつペプチドは、一般的に細胞膜を通過できないため、細胞内移行配列に頼らずに細胞内標的を阻害する人工ペプチド薬剤の開発原理は、現時点では存在しない。そこで、本研究では、天然物ペプチドにみられ、高い細胞膜親和性が期待されるプレニル化骨格を活用することで、任意の生物活性を示す人工プレニル化ペプチドを創製するシステムの樹立を最終目標として掲げる。

研究成果の概要

天然物ペプチドにみらる特徴的なプレニル化骨格を有する人工プレニル化ペプチドを創製するシステムの樹立を目指した。具体的に本研究課題では、25種類を超える新規ペプチドプレニル化酵素候補を見出し、実際にこの中から5種類の異なるモードのプレニル化を行う新規プレニル化酵素群の発見と同定に成功するとともに(計画A)、人工アミノ酸誘導体のプレニル化を通じてより多彩な人工プレニル化骨格の構築にも成功した(計画B)、。さらに、これらのプレニル化酵素を用いた人工PMPの試験管内分子選択法を確立し (計画C)、特定の標的タンパク質を阻害し、細胞内移行が可能な人工プレニル化ペプチド薬剤の創製に成功した (計画D)。

研究成果の学術的意義や社会的意義

次世代型の創薬候補分子として、中分子サイズの環状ペプチドが近年注目されている。しかしながら、親水性の高いアミド結合を主鎖にもつペプチドは、一般的 に細胞膜を通過できないため、細胞内移行配列に頼らずに細胞内標的を阻害する人工ペプチド薬剤の開発原理は、残念ながら現時点では存在しない。本研究成果は、細胞内標的を阻害する人工ペプチド薬剤開発の基盤技術となりうる。

報告書

(2件)
  • 2023 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 4件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件)

  • [国際共同研究] Princeton University/Univ. of North Carolina at Chapel Hill(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] National University of Singapore(シンガポール)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Posttranslational chemical installation of azoles into translated peptides2021

    • 著者名/発表者名
      Tsutsumi Haruka、Kuroda Tomohiro、Kimura Hiroyuki、Goto Yuki、Suga Hiroaki
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 号: 1 ページ: 696-696

    • DOI

      10.1038/s41467-021-20992-0

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] New developments in RiPP discovery, enzymology and engineering2021

    • 著者名/発表者名
      Montalban-Lopez, M., et al.
    • 雑誌名

      Nat. Prod. Rep.

      巻: 38 号: 1 ページ: 130-239

    • DOI

      10.1039/d0np00027b

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Promiscuous Enzymes Cooperate at the Substrate Level En Route to Lactazole A2020

    • 著者名/発表者名
      Vinogradov Alexander A.、Shimomura Morito、Kano Naokazu、Goto Yuki、Onaka Hiroyasu、Suga Hiroaki
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 142 号: 32 ページ: 13886-13897

    • DOI

      10.1021/jacs.0c05541

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Minimal lactazole scaffold for in vitro thiopeptide bioengineering2020

    • 著者名/発表者名
      Vinogradov Alexander A.、Shimomura Morito、Goto Yuki、Ozaki Taro、Asamizu Shumpei、Sugai Yoshinori、Suga Hiroaki、Onaka Hiroyasu
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 11 号: 1 ページ: 2272-2272

    • DOI

      10.1038/s41467-020-16145-4

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Accurate Broadcasting of Substrate Fitness for Lactazole Biosynthetic Pathway from Reactivity-Profiling mRNA Display2020

    • 著者名/発表者名
      Vinogradov Alexander A.、Nagai Emiko、Chang Jun Shi、Narumi Kakeru、Onaka Hiroyasu、Goto Yuki、Suga Hiroaki
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 142 号: 48 ページ: 20329-20334

    • DOI

      10.1021/jacs.0c10374

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Macrocyclic Peptide Library with a Structurally Constrained Cyclopropane‐containing Building Block Leads to Thiol‐independent Inhibitors of Phosphoglycerate Mutase2020

    • 著者名/発表者名
      Okuma Rika、Kuwahara Tomoki、Yoshikane Takafumi、Watanabe Mizuki、Dranchak Patricia、Inglese James、Shuto Satoshi、Goto Yuki、Suga Hiroaki
    • 雑誌名

      Chemistry - An Asian Journal

      巻: 15 号: 17 ページ: 2631-2636

    • DOI

      10.1002/asia.202000700

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Human trans-editing enzyme displays tRNA acceptor-stem specificity and relaxed amino acid selectivity2020

    • 著者名/発表者名
      Vargas-Rodriguez, O., Bakhtina, M., McGowan, D., Abid, J., Goto, Y., Suga, H., Musier-Forsyth, K.
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem.

      巻: 295 号: 48 ページ: 16180-16190

    • DOI

      10.1074/jbc.ra120.015981

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Artificial in vitro biosynthesis for backbone-modified peptides2020

    • 著者名/発表者名
      Yuki Goto
    • 学会等名
      7th FIP Pharmaceutical Sciences World Congress (PSWC2020 Virtual)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Artificial in vitro biosynthesis for backbone-modified peptides2020

    • 著者名/発表者名
      Yuki Goto
    • 学会等名
      6th International Symposium on Middle Molecular Strategy (ISMMS-6)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-03-27  

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