2020 Fiscal Year Research-status Report
Development of novel computational method for identification of druggable cryptic pocket on protein surface
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20K15974
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| Research Institution | Kitasato University |
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Principal Investigator |
小澤 新一郎 北里大学, 薬学部, 助教 (20724868)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | フラグメントマッピング / バーチャルスクリーニング / フラグメントベース創薬 / ポケット構造予測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
インシリコ・フラグメントマッピング法では、既知のサブポケット-フラグメント構造情報に基づいて標的タンパク質上の新規サブポケットおよび結合フラグメントを同定する。通常は標的構造上で既に見えているサブポケットしか同定できないが、検索条件次第では既知サブポケットと残基組成/配置は類似しているが明確なポケットを形成していない部位にもフラグメントがマッピングされる。
本研究では、まずはリガンド非結合型構造を用いた解析においてリガンド結合型構造にのみ存在するポケット（cryptic pocket）位置にフラグメントがマッピングされるか否かを確認する。次に、得られたフラグメントを用いたinduced-fit計算によってポケット構造を形成するための計算条件を確立する。
本年度は、まずはcryptic pocketを有することが既知である複数標的のリガンド非結合型構造に対してインシリコ・フラグメントマッピングを実施した。その結果、Hsp90などの酵素活性部位に加えて、Bcl-xLやInterleulin-2といったタンパク質間相互作用界面においてもcryptic pocketに対応する位置にフラグメントがマッピングされた。次に、マッピングされたフラグメントの初期座標に拘束をかけたエネルギー極小化計算を実施した。その結果、タンパク質内部への埋没度の小さいフラグメントでは一段階の計算で、埋没度の大きいフラグメントでは衝突するアミノ酸残基をGlyに置換した上での最適化、次いで側鎖を元に戻した条件での最適化という二段階の計算でポケット構造を構築することに成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は、cryptic pocketを有することが既知である複数のタンパク質標的において、リガンド非結合型構造を用いたインシリコ・フラグメントマッピング解析によってリガンド結合型構造にのみ存在するポケット構造を予測することに成功した。現時点では標的ごとに異なる計算条件を用いており、統一的なプロトコルを得るには至っていないが、単年度の成果としてはおおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
本手法の適用事例を増やすことで計算条件の最適化を進めるとともに、性質の異なるタンパク質標的に横断的に適用可能なプロトコルの探索/構築を目指す。また、既知のcryptic pocket予測手法と本手法の性能比較を行う。その後、実際の創薬標的に対して本手法を適用する。
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| Causes of Carryover |
COVID-19による渡航規制の影響で海外旅費を使用しなかったため、次年度使用額が生じた。その一方で、研究に用いる計算機器やハードウェアの老朽化に伴い当初予定にない買い替え需要が生じたため、その費用に充当したい。
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