リガンド受容能不全の変異ペプチドホルモン受容体に対する人工リガンド創製の基盤研究

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16K08544
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 酒井 克也 金沢大学, がん進展制御研究所, 助教 (10523318)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 受容体 / 環状ペプチド / リガンド

研究実績の概要

インスリンに代表されるタンパク質・ペプチドホルモンは、代謝や内分泌を制御する重要な生理活性物質であり、これらに対する受容体の機能喪失型変異は重篤な代謝・内分泌異常症の原因となる。本研究では、機能喪失型変異インスリン受容体（IR）を人為的に活性化する人工環状ペプチドの取得を目的とした。加えて、人工アゴニスト環状ペプチド技術の確立のために、すでに取得しているMET受容体アゴニスト環状ペプチドをモデルとして環状ペプチドの性状に関する基盤研究を目的とした。
人工環状ペプチドの取得のために組換えIRタンパク質の精製を試み、細胞外領域とFcの融合タンパク質もしくは全長IRタンパク質として活性を保ったままでの生成が困難であることが分かり、現在、ナノディスクによる可溶化IRの精製を試行している。アッセイ系として、CHO細胞にヒトIRや様々な細胞外領域変異ヒトIRを安定発現させることでヒトインスリンに応答したヒトIRのリン酸化をウエスタンブロット法で検出できた。またIRのキナーゼ活性を評価できるin vitro kinase assayを確立した。
METペプチドの性状解析から、人工的な環状ペプチドアゴニストが、本来のタンパク質リガンドとほとんど同じ活性を持ち得ることが立証された。加えて、不完全アゴニストとして働く人工環状ペプチドを用いることで、本来のリガンドと異なる選択的な細胞応答性を誘導できることが示唆された。
HGF阻害環状ペプチドの性状解析から、ユニークな環状ペプチドータンパク質の結合様式が明らかになり、環状ペプチドを利用することで標的タンパク質のユニークな立体構造や新規の標的部位の同定につながることが立証された。

研究成果

• [雑誌論文] Macrocyclic peptide-based inhibition and imaging of hepatocyte growth factor (2019)
  • 著者名/発表者名: Katsuya Sakai, Toby Passioura, Hiroki Sato, Kenichiro Ito, Hiroki Furuhashi, Masataka Umitsu, Junichi Takagi, Yukinari Kato, Hidefumi Mukai, Shota Warashina, Maki Zouda, Yasuyoshi Watanabe, Seiji Yano, Mikihiro Shibata, Hiroaki Suga, and Kunio Matsumoto
  • 雑誌名: Nature Chemical Biology 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cellular signaling and gene expression profiles evoked by a bivalent macrocyclic peptide that serves as an artificial MET receptor agonist (2018)
  • 著者名/発表者名: Miao Wenyu、Sakai Katsuya、Ozawa Naoya、Nishiuchi Takumi、Suzuki Yoshinori、Ito Kenichiro、Morioka Tomomi、Umitsu Masataka、Takagi Junichi、Suga Hiroaki、Matsumoto Kunio
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 8 ページ: 16492～16492
  • DOI: 10.1038/s41598-018-34835-4
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] MET Activation by a Macrocyclic Peptide Agonist that Couples to Biological Responses Differently from HGF in a Context-Dependent Manner (2018)
  • 著者名/発表者名: Miao Wenyu、Sakai Katsuya、Imamura Ryu、Ito Kenichiro、Suga Hiroaki、Sakuma Tetsushi、Yamamoto Takashi、Matsumoto Kunio
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 19 ページ: 3141～3141
  • DOI: 10.3390/ijms19103141
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Single-molecule nano-scale observation of growth factor and receptor (2019)
  • 著者名/発表者名: Sakai Katsuya
  • 学会等名: 第78回日本癌学会学術総会
  • 国際学会
• [学会発表] PET imaging system reflecting activation status of HGF/Met signalling with macro-cyclic peptides. (2018)
  • 著者名/発表者名: Sato H, Sakai K, Mukai H, Watanabe Y, Passioura T, Suga H, Matsumoto K.
  • 学会等名: The 1st NanoLSI International Symposium.
  • 国際学会
• [学会発表] 選択的生物活性をもつ環状ペプチドによるMET/HGF受容体アゴニストの創成 (2018)
  • 著者名/発表者名: Miao Wenyu、酒井克也、伊藤健一郎、菅裕明、松本邦夫
  • 学会等名: 第91回日本生化学会
• [図書] ものづくり技術からみる再生医療ー細胞研究・創薬・治療ー (2018)
  • 著者名/発表者名: 酒井 克也、松本 邦夫
  • 総ページ数: 282
  • 出版者: シーエムシー出版
• [産業財産権] 環状ペプチド (2018)
  • 発明者名: 酒井 克也
  • 権利者名: 酒井 克也
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2018-167102