2015 Fiscal Year Annual Research Report
創薬ツールとしてのプロテインキナーゼ活性網羅的解析を目指した新規リン酸基認識錯体
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15J03368
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
登 貴信 九州大学, 工学府, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2015-04-24 – 2018-03-31
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| Keywords | プロテインキナーゼ / ペプチド / アミノ酸 / リン酸化 / がん / 錯体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では新規リン酸基認識錯体の開発及びその実用化を目的とする。がんに関わる生体内酵素であるプロテインキナーゼ（PK）の解析は、疾患の原因究明や診断・創薬のため広く利用されている。多くのPKは別のPKにリン酸化されることで活性化するため、PKの解析はPKにリン酸化されたタンパク質の解析とも言える。このリン酸化タンパク質解析手法の多くはPKにリン酸化されたタンパク質のリン酸化部位の選択的認識を利用するため、この認識技術は重要な技術と言える。
申請者は、新規リン酸基認識錯体を開発するため、アルカリフォスファターゼというリン酸基認識・捕捉能を有する酵素のリン酸基認識機構を模倣した配位子を設計し、さらに設計した配位子を収率良く得る合成法をペプチド合成法に基づき確立しようと試みた。
分子模型を用いて最適な分子設計を決定し、申請者の有するペプチド合成のノウハウを駆使し目的分子の合成を試みた。その結果、目的分子を合成できたが、その収率は非常に低かった。合成のあるステップで反応溶液がゲル状になる現象が見られたため、これが反応効率を抑制し、収率を下げている原因であると考えられた。
そこで新たな合成スキームを考案した。新たな合成スキームでは市販されていないアミノ酸を用いる必要があったため、まずそのアミノ酸の合成を試みた。しかし、合成はできたものの単離精製することができなかった。外部委託も試みたが、やはり単離精製が困難という理由からこの新たな合成スキームは断念した。
上記のように、目的の分子を収率良く合成することはできなかった。そこで、今後は合成スキームではなく分子設計自体を新たにデザインし、その新しい分子の合成を行っていく予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初は、目的分子の収率の良い合成方法の確立を完了させる予定であった。しかし、上でも記載したように、目的分子の合成には成功したものの、その収率は非常に低かった。これは目的分子の反応中に反応溶液がゲル化するという予期せぬ問題が発生したためであった。そこでこのゲル化の原因を考察しそれを回避できるような新たな合成方法を考案したが、これも実際の実験段階で予想外の壁にぶち当たってしまった。高い収率を実現する合成法の確立には至らなかったため、新たな分子の設計を余儀なくされ、当初考えていた研究計画よりもやや遅れが生じてしまった。
そこで、広い視点から新たな解決策を模索するため、ただ上記の実験から問題の原因を考察するだけでなく、アメリカのNational Institutes of Healthに留学し多くの方々とディスカッションを重ねた。その結果、今まで見えていなかった解決策を見出すことができ、新たな分子設計を行うに至った。今後はその解決案に基づいて研究を進めていく予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
上述したように、当初設計した構造の分子を収率良く合成するのは非常に困難であった。そこで、当初の分子設計とは異なるが、同様の機能を有することが期待される分子を新たにデザインした。すでにその分子設計のみならず合成方法も考案している。合成方法を考える際、できる限り合成ステップが少なく簡単な合成方法を考案した。
次年度は、まず初めに新たにデザインした分子の合成を行う。具体的には、現在までと同様にペプチド合成法の1つであるFmoc固相合成法により合成を進めていく予定である。次に目的分子の合成完了後、その合成分子の基礎評価や利用条件の最適化を行う。詳細な実験としては、pH滴定により合成分子と中心金属が1:1複合体を安定に形成する最適pHを求める予定である。その後、合成分子の機能性評価を行う。具体的には、質量分析を利用し複数の基質に対する合成分子のリン酸基捕捉能を評価する予定である。
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Research Products
(4 results)
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[Journal Article] Tumor accumulation of protein kinase-responsive gene carrier/DNA polyplex stabilized by alkanethiol for intravenous injection2015
Author(s)
K. Li, H. Sato, C.W. Kim, Y. Nakamura, G.X. Zhao, D. Funamoto, T. Nobori, A. Kishimura, T. Mori, Y. Katayama
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Journal Title
Journal of Biomaterials Science, Polymer Edition
Volume: 26
Pages: 657-668
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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