上皮成長因子キナーゼインヒビターの最適化

2012 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23870041
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: PARKER LORIEN 独立行政法人理化学研究所, システム研究チーム, 研究員 (60604999)
• 研究期間 (年度): 2011-08-24 – 2013-03-31
• キーワード: Crystallography / Rational Drug Design / kinase inhibitor / Resistant mutants / EGFR Kinase / GAK / AMP Kinase

研究概要

本課題は、現在癌治療に使用されているヒト上皮成長因子受容体（EGFR）のキナーゼ活性阻害剤の副作用や患者の薬剤耐性獲得といった問題に対し、結晶学的手法と医薬品化学的手法を用いて、合理的な癌治療薬の設計を目指すものであり、これまでの研究でEGFRKやGAK等のキナーゼの阻害剤のヒット化合物が得られている。2012年度は、これらのヒット化合物から展開した阻害剤とEGFRK 、GAK等との複合体結晶の品質改善に成功し、AMPKは薬剤開発のラウンド３の阻害剤同定および複合体の高分解能の構造解析に成功した。
EGFRKにおいては、実験とインシリコの両方のスクリーニングによって約20種類の阻害剤候補を同定することに成功した。これらの活性を、野生型および二重変異体のEGFRキナーゼで測定した。野生型に特異的な化合物、二重変異体に特異的な化合物、それぞれ数種類の活性の高いものに絞り、結晶化を進めた。
GAKにおいては、昨年度までに得られた結晶化条件を基礎にさまざまな改善を行い、約400の結晶化条件の試行や、微結晶を種結晶として使用する手法など、新たな技術の導入によって、結晶の著しい品質改善に成功した。さらに化合物の電子密度がよりよく観測できるような、結晶化しやすいコンストラクトの探索も行った。今後これらの高分解能の回折データを取得してさらなる阻害剤開発につなげたい。
AMPKにおいては、今年度は薬剤改良サイクルのラウンド３で最適化した阻害剤との複合体の結晶品質が改善し、２オングストロームの高分解能で立体構造解析に成功し、阻害剤とその周辺領域の詳細な相互作用を明らかにした。この化合物はこれまでに公開されているどの阻害剤よりも著しい阻害効果と特異性を有していた。このように最適化した阻害剤の構造機能解析実験を進める一方で、構造から導くドラッグデザインの成功例として、論文に執筆を予定している。

現在までの達成度 (区分)

理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Flexibility of the P-loop of Pim-1 kinase: observation of a novel conformation induced by interaction with an inhibitor (2012)
  • 著者名/発表者名: Lorien Parker, Hisami Watanabe, Keiko Tsuganezawa, Yuri Tomabechi, Noriko Handa, Mikako Shirouzu, Hitomi Yuki, Teruki Honma, Naoko Ogawa, Tetsuo Nagano, Shigeyuki Yokoyama and Akiko Tanaka
  • 雑誌名: Acta Crystallogr. Sect. F Struct. Biol. Cryst. Commun. 巻: 68 (8) ページ: 860-866
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rational evolution of a novel type of potent and selective proviral integration site in Moloney murine leukemia virus kinase 1 (PIM1) inhibitor from a screening-hit compound (2012)
  • 著者名/発表者名: Hirofumi Nakano, Nae Saito, Lorien Parker, Yukio Tada, Masanao Abe, Keiko Tsuganezawa, Shigeyuki Yokoyama, Akiko Tanaka, Hirotatsu Kojima, Takayoshi Okabe and Tetsuo Nagano
  • 雑誌名: J. Med. Chem. 巻: 55 (11) ページ: 5151-5164
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel pim-1 kinase inhibitor targeting residues that bind the substrate peptide (2012)
  • 著者名/発表者名: Keiko Tsuganezawa, Hisami Watanabe, Lorien Parker, Hitomi Yuki, Shigenao Taruya, Yukari Nakagawa, Daisuke Kamei, Masumi Mori, Naoko Ogawa, Yuri Tomabechi, Noriko Handa, Teruki Honma, Shigeyuki Yokoyama, Hirotatsu Kojima, Takayoshi Okabe, Tetsuo Nagano and Akiko Tanaka
  • 雑誌名: J. Mol. Biol. 巻: 417 (3) ページ: 240-252
  • 査読あり
• [学会発表] DISCOVERY OF A POTENT AND SELECTIVE PIM1 INHIBITOR BY RATIONAL COMPOUND EVOLUTION (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakano, H.
  • 学会等名: EFMC-ISMC2012 22nd International Symposium on Medicinal Chemistry
  • 発表場所: Berlin, Germany
  • 年月日: 20120902-20120906
• [備考] X線結晶構造解析の情報を基礎に抗がん剤の開発へーロリエン・ジェーン・パーカー客員研究員
  • URL: http://www.riken.jp/~/media/riken/pr/publications/annual_report/annual_report-2011_12-jp.pdf