細胞内分子を標的とした環状β-アミノ酸含有ヘリカルペプチド薬剤の開発

开发含有环状β-氨基酸的靶向细胞内分子的螺旋肽药物

• 批准号: 21J11468
• 负责人: 川合 茉利奈
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J11468/
• 关键词: フォルダマー; ヘリックス; 非天然アミノ酸; 再構築無細胞翻訳系; in vitroスクリーニング; ペプチド; 再構成無細胞翻訳系; 薬剤スクリーニング

本年度では、環状βアミノ酸を含むヘリカルペプチドを2つ繋いだhelix-loop-helix (HLH)ペプチドを薬剤スクリーニングに応用し、高い構造安定性および膜透過性を持つ薬剤候補を獲得することを目指した。昨年度では、HLHペプチドをmRNAディスプレイをベースとしたin vitroスクリーニングに応用すべく、HLHペプチドの設計およびリボソーム翻訳合成条件を検討した。その結果、全長のHLHペプチドの翻訳合成が実現した。本年度は、HLHペプチドのライブラリ化のため、ヘリックス同士を繋ぐリンカー長さを検討し、スクリーニングを行った。具体的には、以前の標的スクリーニングで得られたモノマーのヘリカルペプチドをモデルとした、数種類のリンカー長さを持つHLHペプチドを化学合成し、構造と活性の評価を行った。それぞれのモデルHLHペプチドに対して円偏光二色性測定を行った結果、リンカーの長さが6のモデルHLHペプチドが高いヘリックス性を示すことが明らかとなった。また、標的阻害活性をSPR法により評価した結果、モノマーのペプチドと比較してすべてのモデルHLHペプチドが高い活性を示すことが明らかとなった。その中でも、最も高いヘリックス性が確認されたリンカーの長さ6のモデルHLHペプチドが最も高い活性を示した。そこで、in vitroスクリーニングに応用するHLHライブラリとして、リンカーの長さが6である①完全にランダム、②フレキシブルなGSリンカー、③ターン構造を誘起するリンカーの3種類を設計した。標的タンパク質として、ヘリカルバインダーを有することで知られているタンパク質を選択し、それぞれのライブラリのスクリーニングを行った。

今年，我们将螺旋-环-螺旋（HLH）肽，即含有环状β-氨基酸的两种螺旋肽应用于药物筛选，旨在获得具有高结构稳定性和膜渗透性的候选药物。去年，为了将HLH肽应用于基于mRNA展示的体外筛选，我们研究了HLH肽的设计和核糖体翻译合成的条件。结果，实现了全长HLH肽的翻译合成。今年，为了建立HLH肽库，我们检查了连接螺旋的接头长度并进行了筛选。具体来说，我们以之前靶点筛选中获得的单体螺旋肽为模型，化学合成了具有几种不同接头长度的HLH肽，并评估了它们的结构和活性。对各模型HLH肽进行圆二色性测定的结果可知，接头长度为6的模型HLH肽显示出高螺旋性。此外，通过SPR方法评估目标抑制活性的结果表明，所有模型HLH肽与单体肽相比都表现出更高的活性。其中，接头长度为6的模型HLH肽显示出最高的活性，其中确认了最高的螺旋度。因此，我们设计了三种类型的HLH文库应用于体外筛选：（1）完全随机的接头长度为6，（2）灵活的GS接头，（3）诱导转角结构的接头。选择已知具有螺旋结合物的蛋白质作为目标蛋白质，并筛选它们各自的文库。

项目成果

De novo discovery of cell permeable helical peptides containing cyclic β-amino acids

从头发现含有环状β-氨基酸的细胞渗透性螺旋肽

• 发表时间: 2021
• 作者: Marina Kawai;Takayuki Katoh;Hiroaki Suga
• 通讯作者: Hiroaki Suga

環状βアミノ酸を含む新規ヘリカルペプチド薬剤候補探索

寻找含有环状β-氨基酸的新型螺旋肽候选药物

• 发表时间: 2023
• 作者: 川合 茉利奈;加藤 敬行;Malla Tika;Tumber Anthony;Brewitz Lennart;McDonough Michael;Salah Eidraus;寺坂 尚紘;Kawamura Akane;Schofield Christopher;菅 裕明
• 通讯作者: 菅 裕明

Screening of Drug Candidates from Cyclic β-amino acid-containing Helical Peptide Library

从含环状β-氨基酸的螺旋肽库中筛选候选药物

• 发表时间: 2021
• 作者: Marina Kawai;Takayuki Katoh;Toru Sengoku;Hiroaki Suga
• 通讯作者: Hiroaki Suga