フォワードケミカルジェネティクスを応用した
HIVインテグラーゼ阻害剤の創製
Development of HIV Integrase
Inhibitors Based on Forward Chemical Genetics
○玉村 啓和1,2)
Yuta Nakanishi, 1,2) Hiroshi
Tsutsumi, 1) Atsushi Komano, 3) Tomohiro Tanaka, 1)
Toru Nakahara, 1,2) Nami Ohashi, 1) Wataru Nomura, 1)
Naoki Yamamoto, 3) ○Hirokazu Tamamura, 1,2)
1)東京医歯大・生材研、2)東京医歯大・疾患生命、3)国立感染研・エイズ研
1)
AIDS治療薬としては逆転写酵素阻害剤やプロテアーゼ阻害剤を2, 3剤併用する療法HAARTが成果をあげているが、耐性ウイルスの出現や副作用などの問題により新規の阻害機序を持つ薬の開発が急務となっている。そういった中で、膜融合阻害剤やコレセプターCCR5の阻害剤、インテグラーゼ阻害剤等も登場してきており、抗エイズ薬のレパートリーは年々着実に増えてきおり、これらはエイズ患者の延命効果に貢献すると思われる。これまで開発されてきた抗エイズ薬はターゲット設定型の創薬研究でうまれたものがほとんどである。そこで我々は、今までの概念を全く切り換えて、フォワードケミカルジェネティクスを活用し、ランダムライブラリーから目的活性を持った化合物、すなわち抗エイズ薬を見つけるという手法を応用した。その結果、今回ペプチド性インテグラーゼ阻害剤をHIVの遺伝子産物から見出すことに成功した。
我々は、HIV遺伝子産物であるタンパク質由来のアミノ酸配列をもとにしたオーバーラッピングペプチドライブラリー（アミノ酸10～17残基）から、in vitroにおいて阻害活性を有する化合物を探索した。その結果、HIV自身が有するアクセサリータンパク質であるVpr由来の部分ペプチドライブラリーからインテグラーゼ阻害ペプチドを同定した。そこで、インテグラーゼは細胞内で作用するので、これらのペプチドに細胞膜透過モチーフペプチドであるocta-arginineを付加することで細胞膜透過性を付与させ、cellを用いた抗HIV活性の検討も行った結果、HIV複製を抑制した。今回はさらにアミノ酸置換を含む構造活性相関によりさらに高活性ペプチドを得ることができた。このペプチドは新たな抗HIV治療薬のリード化合物として期待できる。
４．.蛍光性 diacylglycerol-lactone 誘導体の合成と機能評価
Synthesis
and Evaluation of Fluorescent Diacylglycerol-lactone Derivatives
○大橋南美1）、奥田善章1,2)、野村 渉1)、堤 浩1）、芹澤雄樹1）、伊倉貞吉2)、伊藤暢聡2)、吉田清嗣3)、Nancy
E. Lewin4)、Peter
M. Blumberg4)、玉村啓和1,2)
Nami Ohashi, 2) Yoshiaki Okuda,
1,2) Wataru Nomura,
1) Hiroshi
Tsutsumi, 1) Yuki Serizawa,
1) Teikichi
Ikura, 2) Nobutoshi Ito, 2) Kiyotsugu Yoshida, 3) Nancy E. Lewin, 4) Peter M.
Blumberg, 4) Hirokazu
Tamamura, 1,2)
1) 東京医科歯科大学・生体材料工学研究所、 2) 東京医科歯科大学・疾患生命科学研究部、 3) 東京医科歯科大学・難治疾患研究所、 4) Laboratory of
Cancer Biology and Genetics, Center for Cancer Research, NCI, NIH
1) Institute of Biomaterials and Bioengineering, Tokyo
Medical and Dental University, 2) School of Biomedical Science,
Tokyo Medical and Dental University, 3) Medical Research Institute,
Tokyo Medical and Dental University, 4) Laboratory of Cancer Biology
and Genetics, Center for Cancer Research, NCI, NIH
Protein kinase C (PKC)は、セリン/スレオニン特異的なリン酸化酵素であり、細胞内シグナル伝達系において重要な役割を果たしている。PKCが持っているC1bドメインは、シグナル伝達系のセカンドメッセンジャーとしてはたらくdiacylglycerol (DAG)の結合標的部位である。このC1bドメインは、腫瘍プロモーターの結合部位でもあり、がん治療薬創製のターゲットとして注目されている。
当研究室では、Marquezらによって開発された方法に基づき、天然のリガンドであるDAGの誘導体を環化することにより、DAG-γ-lactone誘導体を合成している。これらのPKCへの結合活性は、放射性同位体(RI)でラベル化された[20-3H]PDBuをプローブとした競合結合阻害アッセイを用いて評価している。
本研究では、DAG-lactone誘導体のR1またはR2に蛍光基を導入した蛍光性DAG-lactone誘導体を合成し、[20-3H]PDBuに代わる競合プローブの開発を行った(Fig.1)。この蛍光性DAG-lactoneがPKC-C1bドメインとの結合に伴って蛍光変化を生じた(Fig.1a)ので、その結果リガンド候補品の競合的結合を蛍光変化として検出することができた (Fig.1b)。この方法では、RIアッセイでは必要な余剰プローブ除去操作が不要あり、[20-3H]PDBuにかわる有用なスクリーニングプローブとして期待される。