高選択的CXCR4-ケモカイン受容体拮抗剤を基盤分子とする新規抗HIV剤の創製

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12557218
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 藤井 信孝 京都大学, 薬学研究科, 教授 (60109014)
• 研究分担者: 山本 直樹 東京医科歯科大学, 医学部, 教授 (00094053) ; 玉村 啓和 京都大学, 薬学研究科, 教授 (80217182) ; 大高 章 京都大学, 薬学研究科, 助教授 (20201973) ; 黒川 勉 武田薬品工業, 戦略研究室, 室長
• キーワード: 環状ペンタペプチドライブラリー / ホモロジーモデリング / 機能性CXCR4変異体 / T140-CXCR4ドッキング解析 / T140 / FC131 / gp41-標的型HIV-Cell膜融合阻害剤 / SC34EK

研究概要

多剤耐性克服型エイズ化学療法剤の開発を目的として、下記の研究を実施した。
1.T140のpharamacophore modelをもとに環状ペンタペプチドライブラリーを構築した。
2.CXCR4のAla-スキャンマッピングによりT140-CXCR4の相互作用解析を行い、140の溶液構造の再検証とCXCR4ホモロジーモデリングを基にT140-CXCR4ドッキング解析を実施した。
3.構成的活性を有する機能性CXCR4変異体(CXCR4-CAM)を発現した酵母スクリーニング系を構築し、環状ペプチドライブラリーからのLead Generation、Lead Optimizationの結、T140に匹敵する強力かつ特異的CXCR4 antagonist活性と抗HIV活性を有する化合物、FC131、の開発に成功した。
4.新たに見いだしたCXCR4拮抗剤FC131のNMRおよび分子動力学計算による立体構造を明らかにした。また、これをもとに、基盤構造の異なる低分子CXCR4拮抗剤の分子設計・合成研究を行った。
5.生体内安定性を大幅に向上したT140誘導体、4F-Benzoyl-TN14003を基盤分子とする構造活性研究により、高活性発現の分子メカニズムを明らかにするとともに一連の安定誘導体を創出し、またin vivo実験用の大量合成法に検討を加えた。
6.gp41-標的型HlV-Cell膜融合阻害剤SC34EKとN36の共結晶のX-線解析をもとにして、新たな低分子型誘導体の分子設計・合成研究を実施した。
7.4F-Behzoyl-TN14003,SC34EKの実験小動物を用いる生物検定を実施し、両化合物ともに優位なin vivo活性を有することを確認した。

研究成果

• [文献書誌] N.Fujii et al.: "The Therapeutic Potential of CXCR4 Antagonists in the Treatment of HIV."Expert Opinion on Investigational Drugs. Vol.12. 186-195 (2003)
• [文献書誌] H.Tamamura et al.: "Certification of the Critical Importance of L-3-(2-Naphthyl)alanine at Position 3 of a Specific CXCR4 Inhibitor, T140, Leads to an Exploratory Performance of Its Dwonsizing Study."Bioorg. Med. Chem.. Vol.10. 1417-1426 (2002)
• [文献書誌] S.Owen et al.: "Susceptibility of Diverse Primary HIV Isolates with Varying Co-receptor Specificity's to the CXCR4 Antagonistic Compounds."J. Med. Virol.. Vol.68. 147-155 (2002)
• [文献書誌] I.Petit et al.: "G-CSF induces stem cell mobilization by decreasing bone marrow SDF-I and up-regulating CXCR4."Nature Immunology. Vol.3. 687-694 (2002)
• [文献書誌] H.Tamamura et al.: "Synthesis and Evaluation of Pseudopeptide Analogs of a Specific CXCR4 Inhibitor, T140 : The Insertion of an (E)-Alkene Dipeptide Isostere into the βll"-Turn Moiety."Bioorg. Med. Chem. Lett.. Vol.12. 923-928 (2002)
• [文献書誌] W.-bo Zhang: "A point mutation that confers constitutive activity to CXCR4 reveals T1 40 is an inverse agonist and AMD3100 and ALX4O-4C are weak partial agonists."J. Biol. Chem.. Vol.277. 24515-24521 (2002)