| 研究課題/領域番号 |
22K03547
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分13040:生物物理、化学物理およびソフトマターの物理関連
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| 研究機関 | 新潟大学 |
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研究代表者 |
林 智彦 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (90838070)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | ペプチド薬 / 天然変性ペプチド / 自由エネルギー計算 / 積分方程式理論 / 形態計測学的アプローチ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ペプチド薬は抗がん剤の候補として注目されているが、わずか10残基のペプチドでも10兆を超える膨大な組み合わせがあるため、実験のみによる創薬は困難かつ高コストである。そこで本研究では、ペプチド抗がん剤を物理理論に基づいて高速デザインする手法を開発する。まず、統計力学に基づく「分子認識に伴う水和熱力学量変化の高速計算法」の改良により、「ペプチド－標的タンパク質間の結合力を数秒以内に定量化する新規手法」の開発に取り組む。この手法を「結合ポーズ予測法」に組み込み、腫瘍性タンパク質MDM2（抗がんタンパク質p53の働きを阻害する）を標的とした新規ペプチド抗がん剤のデザインに応用する。
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| 研究成果の概要 |
本研究は、「物理理論に基づいてペプチド抗がん剤を高速に設計する手法の開発」を目的とした。その成果として、タンパク質とペプチドの結合自由エネルギーを高速に計算する手法を改良し、タンパク質-ペプチド複合体およびGPCR-リガンド複合体に適用することで、多数の偽構造の中から天然構造を高精度にスクリーニングすることに成功した。さらに、AlphaFoldなどの立体構造予測法と分子動力学シミュレーションを組み合わせることにより、タンパク質-ペプチド複合体のモデリング、および複数の変異ペプチドに対する結合能の強弱を再現することにも成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の成果により、ペプチド抗がん剤の設計を飛躍的に高速化するための基礎研究が大きく前進した。これにより、多くの新規医薬品候補の創出が期待される点で、高い学術的意義を有する。
さらに、本研究成果は、生体機能を分子レベルで解明・制御することを基盤とした「次世代生体医工学」研究領域の開拓にも貢献している。これにより、さまざまな疾病の原因解明から治療薬・予防法の開発に至るまで、我が国のライフサイエンスの推進と「健康長寿社会」の実現に寄与するという、重要な社会的意義を持つ。
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