終末糖化産物の受容体(RAGE)を標的とする糖尿病合併症の予防・治療薬の探索

2011 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21390013
• 研究機関: 大阪薬科大学
• 研究代表者: 小林 祐次 大阪薬科大学, 薬学部, 客員教授 (20127228)
• キーワード: 合理的薬物設計 / AGE受容体 / AGE / AGE-RAGE相互作用 / PPARγ / 等温滴定型熱量計 / 水和 / NMR

研究概要

本研究では、従来の合理的薬物設計(Structure-Based Drug Design : SBDD)の手法の改良を目指し、受容体とリガンドの複合体の立体構造解析に加え、両者の相互作用を熱力学的に解析し、迅速な薬剤設計法の創出を目論んでいる。この創薬の手法の開発に際し、特に(1)最近AGE受容体(RAGE)を介して糖尿病に特徴的な血管細胞を変化させ、その結果血管障害が生じることが明らかとされたAGE-RAGE相互作用の阻害剤を探索すること、(2)II型糖尿病治療薬の標的蛋白質として注目されている核内受容体PPARγとリガンドとの相互作用解析を二つの大きなテーマとした。(1)については、昨年度中に合成した候補化合物の内、結合のある程度強いもの、活性の高いもの200種以上の候補物質について、結合サイトの同定を遺伝子操作によるRAGEの変異体の合成により行い、次にtrNOE、STD法、water LOGSY法など分子間相互作用に直接寄与する^1Hを低分子側であるリガンド(薬剤)で選択的に検出するNMR手法を種々検討した。(2)について等温滴定型熱量計(ITC)よりリガンド依存的な複合体形成に伴う熱力学パラメータの求めた結果、中間の活性をもつリガンドが最も強い親和性を示した。これは一般に信じられてきた結合親和性を高くすると活性強度が向上するとの考えを否定していて、我々のエントロピー項の検討が新規薬剤設計に重要であるとの主張が裏付けられたことになる。このリガンドの複合体形成に伴うエントロピー変化の実体を明らかにするため水和量の変化の視点から捉える事を試みた。すなわち複合体形成に伴う疎水的相互作用の結果現れる脱水和を溶質の偏比容の変化として測定できると考え、その測定法および結果の解析法を検討した。

研究成果

• [雑誌論文] Polymorphism of Collagen Triple Helix Revealed by (19)F NMR of Mode 1 Peptide [Pro-4(R)-Hydroxyprolyl-Gly](3)-[Pro-4(R)-Fluoroprolyl-Gly]-[Pro-4(R)-Hydroxyprolyl-Gly](3) (2012)
  • 著者名/発表者名: Kawahara K, Nemoto N, Motooka D, Nishi Y, Doi M, Uchiyama S, Nakazawa T, Nishiuchi Y, Yoshida T, Ohkubo T, Kobayashi Y
  • 雑誌名: J Phys Chem B. 巻: 116 ページ: 6908-6915
  • DOI: 10.1021/jp212631q
  • 査読あり
• [雑誌論文] The triple helical structure and stability of collagen model peptide with 4(S)-hydroxyprolyl-pro-gly units (2011)
  • 著者名/発表者名: Motooka D, Kawahara K, Nakamura S, Doi M, Nishi Y, Nishiuchi Y, Kee Kang Y, Nakazawa T, Uchiyama S, Yoshida T, Ohkubo T, Kobayashi Y
  • 雑誌名: Biopolymers 巻: 98 ページ: 111-121
  • DOI: DOI:10.1002/bip.21730.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Increasing the hydrolysis constant of the reactive site upon introduction of an engineered Cys^<14>-Cys^<39> bond into the ovomucoid third domain from silver pheasant (2011)
  • 著者名/発表者名: Hemmi H, Kumazaki T, KojimaS, Yoshida T, Ohkubo T, Yokosawa H, Miura K, Kobayashi Y
  • 雑誌名: J Pept Sci. 巻: 17 ページ: 595-600
  • DOI: 10.1002/psc.1381
  • 査読あり
• [雑誌論文] Assembly states of the nucleosome assembly protein 1 (NAP-1) revealed by sedimentation velocity and non-denaturing MS (2011)
  • 著者名/発表者名: Noda M, Uchiyama S, McKay AR, Morimoto A, Misawa S, Yoshida A, Shimahara H, Takinowaki H, Nakamura S, Kobayashi Y, Matsunaga S, Ohkubo T, Robinson CV, Fukui K
  • 雑誌名: Biochem J. 巻: 436 ページ: 101-112
  • DOI: 10.1042/BJ20102063
  • 査読あり
• [学会発表] 合理的創薬を目指した構造解析と熱力学的解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小林祐次
  • 学会等名: 第47回熱測定討論会
  • 発表場所: 群馬県桐生市
  • 年月日: 20111021-23
• [学会発表] 絹蛋白質の物理化学的基礎 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小林祐次
  • 学会等名: 奈良女子大学古代史・環境史プロテオミクス研究創成事業本部主催シンポジウム
  • 発表場所: 奈良県奈良市
  • 年月日: 2011-11-12