研究課題
次世代型の創薬候補分子として、中分子サイズの環状ペプチドが近年注目されている。しかしながら、親水性の高いアミド結合を主鎖にもつペプチドは、一般的に細胞膜を通過できないため、細胞内移行配列に頼らずに細胞内標的を阻害する人工ペプチド薬剤の開発原理は、現時点では存在しない。そこで、本研究では、天然物ペプチドにみられ、高い細胞膜親和性が期待されるプレニル化骨格を活用することで、任意の生物活性を示す人工プレニル化ペプチドを創製するシステムの樹立を目指す。具体的に本研究課題では、人工プレニル化環状ペプチド(PMP)の試験管内生合成に資する新規ペプチドプレニル化酵素の探索と同定(計画A)、より多彩なプレニル化骨格の合成を目的とした試験管内人工PMP生合成系の高度化(計画B)、望みの生物活性を発揮する人工PMPの試験管内分子選択技術の確立(計画C)、創製した人工PMPの細胞膜親和性・細胞内阻害活性の実証(計画D)、を計画している。本年度は、既知のTrpプレニル化酵素を用いた我々の試験管内生合成系において、非天然型のTrp誘導体をプレニル化させ、非天然型のプレニル化残基骨格を構築できることを見出した。さらに、ゲノムデータベースより25種類を超える新規ペプチドプレニル化酵素候補を見出し、これらのうち20種類について実際に異種発現によってリコンビナントタンパク質の調製に成功した。これら新規候補酵素の予備評価実験において、新規プレニル化反応を触媒する未知のプレニル化酵素をいくつか発見することにも成功した。
1: 当初の計画以上に進展している
当初は期待していなかった、これまで知られていなかった新規プレニル化反応を触媒する未知のプレニル化酵素を発見した。これにより、今後の研究の幅が大幅に拡がった。
プレニル化活性を示した複数の新規酵素について、より詳細に生化学的特性の評価を進め、人工PMPの試験管内生合成に資する新規酵素の同定を進める(計画A)。さらに、これらの新規プレニル化酵素について、人工アミノ酸誘導体のプレニル化を検証することで、人工PMPに組み込めるプレニル化骨格のバリエーションを増やすことも目指す(目的B)。さらに、昨年度までの研究で、既知のTrpプレニル化酵素を用いた系については試験管内生合成系の確立の目処が経ったので、今年度はプレニル化Trpを有する人工PMPの試験管内分子選択技術の確立にも着手する予定である(目的C)。
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すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 3件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件)
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