トランスシアリダーゼを標的としたシャーガス病治療薬の探索

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26460508
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: 上村 春樹 長崎大学, 熱帯医学研究所, 講師 (60184975)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: トランスシアリダーゼ / シャーガス病 / トリパノソーマ原虫

Outline of Annual Research Achievements

トランスシアリダーゼは、寄生性のトリパノソーマ原虫の一部にのみ検出される特徴ある酵素で、シャーガス病の病原原虫Trypanosoma cruziにおいては、感染した哺乳動物の血流型トリポマスチゴ－トで非常に高い活性が検出される。この酵素は、宿主由来の糖複合体の末端にあるシアル酸を切断して原虫表面のガラクトース受容体に転移する活性を示し、シアル酸を合成できないトリパノソーマ原虫において、トランスシアリダーゼ及びシアル酸を受取った分子は、原虫の宿主防御機構からの認識回避、免疫抑制、宿主細胞との接着、侵入等、原虫のヒトへの感染に重要であることが示されており、シャーガス病治療薬開発のターゲットとして注目されている。しかしトランスシアリダーゼに対する有効な阻害剤が見つかっておらず、その機能検証のも困難であるのが現状である。
本研究は、東京大学創薬オープンイノベーションセンターの協力を得て行っているトランスシアリダーゼ阻害剤のスクリーニングを発展させて、治療薬開発のリード化合物を得ること、それらを用いてトランスシアリダーゼの機能と阻害の検証研究を行うことを目的としている。前年度までに得られた幾つかの阻害剤化合物について生化学的に阻害機構を調べるとともに、原虫培養条件下でのトランスシアリダーゼ活性への影響を調べた。遺伝子クローニングによって発現、精製した酵素に対する影響と、培養条件下のトリパノソーマ原虫に対する影響の間に相関が認められず、阻害剤の酵素への結合を妨げる物質の同定が必要となり、その得られているリード化合物候補の阻害剤への影響を含めて反応機構をまとめる。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

精製した酵素を用いたスクリーニングによって、リード化合物候補となる阻害剤化合物を得ることができたが、それらの阻害剤は、原虫培養の条件下では、予想に反してほとんど活性阻害を示すことができなかった。これは基質以外の何かが結合を妨げていることを示唆しており、阻害剤の結合を妨げている物質を同定して、その影響を回避することが必要となっている。それは、これまでにトランスシアリダーゼ阻害剤の生化学的研究報告が少しあるにもかかわらず、細胞生物学的研究に用いられていないことを反映していると考えられ、併用することで阻害効果を示す化合物の探索、置換基の導入による影響を調べる計画である。

Strategy for Future Research Activity

問題となっている、培養条件下でトランスシアリダーゼに対する阻害剤の効果を妨げている物質を同定し、それがどのような機構で阻害剤の結合に影響しているのかを調べる。酵素活性を測定する生化学的実験で物質を同定し、酵素の構造変化との関連を物理化学的に調べる予定である。また、阻害活性を示した物質の誘導体で入手可能なものを使用して構造活性相関を行う。

Causes of Carryover

前年度までの、精製した酵素を用いた生化学的実験によるスクリーニングで得られたトランスシアリダーゼ阻害剤を用いて、細胞生物学的にトランスシアリダーゼの役割を調べる計画であったが、既に報告のある阻害剤を含めて、これら化合物を用いての解析に進むことができなかった。現在、培養液中に含まれるどのような物質が阻害効果を妨げているのか調べている段階である。

Expenditure Plan for Carryover Budget

得られているリード化合物を基に、新たな置換基を導入した化合物の入手、必要な場合には合成を依頼する際に使用する計画である。培養液中に含まれているトランスシアリダーゼと阻害剤の結合を妨げている物質を同定し、基質あるいは阻害剤の結合部位のスペースにどのような置換基を導入することが望ましいかを考えて、化合物の合成を依頼する。