| 研究課題/領域番号 |
19K06988
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
薬師寺 文華 北海道大学, 薬学研究院, 准教授 (40548476)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | ケミカルエピジェネティクス / ヒストンメチル化 / ドライバー遺伝子変異 / アミノ酸残基選択的化学修飾 |
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| 研究実績の概要 |
小児脳幹グリオーマでは、ヒストン H3 27番目のリシン残基（H3K27）がメチオニンへと変異（H3K27M）したドライバー遺伝子変異が存在することが知られている。これより、H3K27 メチル化の正常化を念頭に、以下の二点について検討を行なった。
１）メチオニン残基選択的な化学修飾反応を用いた PRC2 ヒストンメチル化制御：昨年度までに、ウレア型オキサジリジンがヒストン H3K27M ペプチドにおいてメチオニン残基選択的に化学修飾を行うことを見出している。これより、ウレア型オキサジリジンが有する置換基を種々変換したところ、H3K27メチル化酵素複合体 PRC2 のヒストンメチル化能が影響を受けることを明らかにした。さらに、構造活性相関研究を展開した結果、陽性対照より強い PRC2 阻害活性を示す誘導体を創製することができた。
２）ヒストン H3K27 メチル化酵素複合体 PRC2 活性促進剤の創製：これまでに創製していた所望の活性を有する環状ペプチドの一部に芳香族アミノ酸残基を導入することで、膜透過性の向上につながることを見出した。また、本環状ペプチドの活性化機構の解明を行うべく、PRC2との共結晶構造解析や in vitro での酵素反応速度論的解析に着手した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
ヒストン H3 の N末端に存在するメチオニン変異を標的とし、有機化学的なアプローチによるタンパク質の機能制御を試みている。
メチオニン残基選択的化学修飾法を用いた H3K27 メチル化制御では、化学修飾により導入した非天然型の置換基がメチル化酵素複合体の挙動に影響を及ぼすことを明らかにした。また、本知見を基に構造活性相関研究へと展開することで、さらに強力な阻害活性を有する誘導体の獲得に至った。PRC2 活性促進剤の創製では、見出した環状ペプチドの膜透過性向上や活性化機構解明へと検討を進めており、いずれも概ね当初の計画通りに展開できている。
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| 今後の研究の推進方策 |
メチオニン残基選択的な化学修飾反応を用いたヒストンメチル化制御では、構造活性相関研究の結果、より強いPRC2 阻害作用を示す誘導体が得られていることから、ヒストン H3K27M タンパク質の修飾体創製やヌクレオソームへの組込を検討することで、その有用性を精査する。
H3K27メチル化酵素複合体 PRC2 活性促進剤の創製研究では、引続き細胞評価系において活性を示す化合物の創製を検討するとともに、活性化機構の詳細な解析を行うべく、複合体構造の解明や酵素反応速度論的解析を実施する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
前年度に産前産後の休暇又は育児休業の取得に伴う補助事業延長をしており、未使用額と合わせての研究遂行により次年度使用額が生じた。翌年度分として請求した助成金は、物品費（有機合成用試薬、生物系試薬等の購入）、およびその他（共通機器使用料、英文校正費等）として計画的に使用する。
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