2019 年度研究成果報告書

薬物代謝酵素の動的構造揺らぎがリガンドおよび水分子の認識に与える影響

研究課題

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研究課題/領域番号	17K08257
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
研究分野	物理系薬学
研究機関	名城大学
研究代表者	小田彰史名城大学, 薬学部, 教授 (50433511)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード	薬物代謝酵素 / 分子シミュレーション / 遺伝多型 / タンパク質構造柔軟性
研究成果の概要	薬物代謝酵素シトクロムP450（CYP）、ジヒドロピリミジナーゼ、カルボキシエステラーゼについて、変異体や種差による静的・動的構造の違いをコンピュータシミュレーションによって明らかにした。特にタンパク質としての柔らかさの違いが活性部位の形状や補酵素の認識に影響を与えることが示されており、これが活性に影響を与えた可能性が示唆された。このような動的構造揺らぎはわずか1残基の違いによって変化しており、また同じCYPであっても分子種によって動的な構造揺らぎについては大きく異なっていることがわかった。
自由記述の分野	計算化学
研究成果の学術的意義や社会的意義	医薬品は体内に入った後、適切に出て行かなければならない。その際に機能するのが薬物代謝酵素であるが、遺伝多型によってその機能には個人差が生じやすい。薬物代謝における個人差は薬効および副作用の個人差に直結するため、遺伝多型が薬物代謝酵素に与える影響を明確にすることは薬物治療の個人差を解明する上で極めて重要である。本研究ではそのような薬物代謝酵素の機能の個人差を分子構造のレベルから解明する上で有用である。特に静的構造が似通っているように見える分子においてもその動的構造が異なることをシミュレーションによって明らかにしており、個人差の影響を最小化するための創薬へとつながりうる成果を得た。