研究課題
本研究では、リン酸化酵素のフォールディング中間体に対して選択的な阻害活性を示す低分子化合物のin vitroにて容易に評価する技術を確立することを目的とした。加えて、その技術をヒトキノームへと展開し、全リン酸化酵素のフォールディング中間体に対する阻害活性の評価の実現を目指した。令和４年度までに、精製リン酸化酵素タンパク質を一過的に加熱することで、in vitroでフォールディング中間体を生成する技術「温度ジャンプ」を確立し、本技術に関する特許出願を行った。「温度ジャンプ」は、タンパク質のフォールディング状態がギブス自由エネルギーに依存することに着目して考案したものであり、温度の厳密な制御によりin vitroで天然状態にある精製タンパク質から、非天然状態であるフォールディング中間体を作り出す技術である。本技術は、原理的にはリン酸化酵素以外の様々なタンパク質に適用できる。最終年度である令和４年度は、「温度ジャンプ」の原理的基盤を確立することを目的として、まず（１）ギブス自由エネルギー依存的なフォールディング中間体の生成を説明し、かつ、阻害剤の結合安定性を記述できる数学的理論を構築した。この理論に基けば、温度ジャンプによる選択的阻害剤の結合は、冷却過程にて起こることが予測され、さらにそれを実験的に確かめることができた。さらに（２）温度ジャンプにて生成する中間体構造を分子動力学シミュレーションによる計算により明らかとした。これにって、選択的阻害剤であるFINDY・dp-FINDYの結合構造を予測することができた。また（３）DYRK1A以外のリン酸化酵素として、DYRk1BやABLなどのキノーム全体から満遍なく十種類のリン酸化酵素を選別し、その温度ジャンプ実験系を構築、小規模化合物ライブラリを対象としたスクリーニングを実施し、中間体選択的阻害剤を取得することができた。
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Protein Expression and Purification
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https://www.shinshu-u.ac.jp/news/2022/01/vol6undruggabledruggable.html
