N-リン酸化タンパク質の受容体発見を目指す化学とその応用

2018 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 17K08382
• 研究機関: 長崎国際大学
• 研究代表者: 山口 泰史 長崎国際大学, 薬学部, 教授 (10183980)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: ホスホヒスチジン / ペプチドライブラリー

研究実績の概要

本研究の目的は、N－リン酸化タンパク質の受容体タンパク質を見つけ出す方法論の開発であ
る。これを基盤として、創薬ターゲットになりうる「新規情報伝達系」を発見する。リン酸エス
テルであるチロシン等のリン酸化は、キナーゼを触媒として、ATP から直接酸素原子にリン酸残基が移る。一方ヒスチジン等のN－リン酸化体は「一時的な中間体」として存在し、受容体タンパク質の酸素原子に受け渡すと考えられている。生理学的な役割を担うのは後者であり、その解明なくしては、情報系の理解は進まない。本研究では、この反応プロセスを化学的に模倣するN－リン酸化アミノ酸の安定アナローグを含むペプチドと反応性官能基を利用し、受容体タンパク質を見つける。この結果をもとに新しい情報伝達系の確立を目指す。

本研究は、3 期に分かれる。すなわち、a 化学合成を主とする準備段階、b 方法論の確立と確認段階、c ヒト細胞での情報伝達系を確立する段階である。研究期間内にa, b, c のすべての段階を順次確立する予定である。
段階aにおける、新規安定ホスホヒスチジン誘導体を複数設計し、合成に成功した。また、スケールアップも行った。さらにライブラリー合成法自体は確立した。しかし、現在、リン酸誘導体の安定性とリン酸化合物の細胞膜透過性の問題に直面している。本研究には実際の生化学実験に用いることのできるプローブの創製が必要であろ。したがって、現在直面している問題解決を避けては通れない。ライブラリー設計の再検討を始め、多くの項目を再考している。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

本研究は、3 期に分かれる。すなわち、a 化学合成を主とする準備段階、b 方法論の確立と確認段階、c ヒト細胞での情報伝達系を確立する段階である。研究期間内にa, b, c のすべての段階を順次確立する予定である。 しかし現在、リン酸誘導体の安定性とリン酸化合物の細胞膜透過性の問題に直面している。それらを解決すべく努力している。そのために、段階aとbについて多くの可能性について精査している。

今後の研究の推進方策

現在、リン酸誘導体の安定性とリン酸化合物の細胞膜透過性の問題に直面している。この問題の解決により用いる評価系の幅が広がるためどうしても解決したい問題である。段階aとbについて多くの可能性について精査している。段階aにおいては、ライブラリー合成法の再設計を含め、検討中である。また、より安定なリン酸プロドラッグの利用を検討している。

研究成果

• [雑誌論文] Selective and reversible modification of kinase cysteines with chlorofluoroacetamides (2019)
  • 著者名/発表者名: Shindo N, Fuchida H,Sato Mi, Watari K, Shibata T, Kuwata K, Miura C, Okamoto K, Hatsuyama Y, Tokunaga K, Sakamoto S, Morimoto S, Abe Y, Shiroishi M, Caaveiro J. M. M., Ueda T, Tamura T, Matsunaga N, Nakao T, Koyanagi S, Ohdo S, Yamaguchi Y, Hamachi I, Ono M, Ojida A
  • 雑誌名: Nature Chemical Biology 巻: 15 ページ: 250～258
  • DOI: 10.1038/s41589-018-0204-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Establishment of a quantitative and qualitative analysis and isolation method for tetracyclic iridoids from Morinda lucida Bentham leaves. (2019)
  • 著者名/発表者名: Ohta T, Tilkanont T, Ayertey F, Nakagawa M, Tung NH, Bolah P, Blagogee H, Appiah AA, Ocloo A, Ohashi M, Tanoue K, Yamaguchi Y, Ohta N, Yamaoka S, Iwanaga S, Uto T, Shoyama S.
  • 雑誌名: Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis 巻: 164 ページ: 475-480
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Morinda lucida含有テトラサイクリックイリドイドの定量分析法の開発 (2018)
  • 著者名/発表者名: 太田智絵，Tanatorn Tilkanont，Nguyen Huu Tung, Frederick Ayertey，田上兼輔，Alfred A. Appiah，Augustine Ocloo，大橋光子，宇都拓洋，山口泰史，岩永史郎，太田伸生，正山征洋
  • 学会等名: 日本薬学会第138年会（金沢）