植物CK1サブタイプ選択的阻害剤の開発

植物CK1亚型选择性抑制剂的开发

基本信息

批准号：
22KJ2940
负责人：
齊藤杏実
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Waseda University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

植物は24時間周期で変動する地球環境に応じて生命活動を行うために概日時計をもつ。これまで植物概日時計の機構を解明すべく小分子(概日時計制御分子)を用いた手法が注目されてきた。しかし、実際に概日時計制御分子を用いた機構解明研究の報告例はなかった。当研究グループは、植物（シロイヌナズナ）の概日時計制御分子としてBML-259(以下、BML)を発見した。BMLは、シロイヌナズナの概日リズムを長周期化する。本年度、本分子の類縁体合成及び、周期変調活性評価に対するSARを行い、同分子の活性部位と誘導化可能な部位を明らかとした。また、これらの知見をもとにBML類縁体から分子プローブを合成し、プルダウンアッセイを行い、サイクリン依存性キナーゼ(CDK)C2をBMLの標的タンパク質として同定した。しかし、BMLの周期変調活性にかかわる重要な分子構造が不明であった。そこで、より高活性な類縁体の創製を目指し、60種類以上の類縁体を合成した。その結果、フェニル酢酸部位をチオフェン骨格へと変換したBML類縁体(TT-361)がBMLの約60倍の活性を示すことを見いだした。さらにBML類縁体のCDKC2結合メカニズムを理解するため、植物CDKC2の予測構造に対して、BML類縁体の分子ドッキングシミュレーションに着手した。研究方針としては、BMLと高活性な類縁体TT-361の標的タンパク質に対する水素結合の結合長と平均結合自由エネルギーを算出する。実際にこれらのデータを比較することで、フェニル酢酸部位を嵩の小さいチオフェンに変換することで、標的タンパク質CDKC2との結合が強くなることが示めされ、生物活性と構造の関係を実証した。

植物有一个生物钟来进行生命活动，以响应以 24 小时为周期变化的全球环境。迄今为止，为了阐明植物生物钟的机制，使用小分子（生物钟控制分子）的方法引起了人们的关注。然而，目前还没有关于利用控制生物钟的分子来阐明其机制的研究报道。我们课题组在植物（拟南芥）中发现了BML-259（以下简称BML）作为生物钟控制分子。 BML 延长了拟南芥的昼夜节律。今年，我们通过SAR合成了该分子的类似物并评估了周期调节活性，并阐明了该分子的活性位点和可衍生位点。此外，基于这些发现，我们从 BML 类似物合成了分子探针，进行了 Pull-down 测定，并鉴定了细胞周期蛋白依赖性激酶 (CDK) C2 作为 BML 的靶蛋白。然而，参与 BML 周期调节活性的重要分子结构仍不清楚。因此，为了创造更多高活性类似物，我们合成了60多种类似物。结果，他们发现苯乙酸部分转化为噻吩骨架的BML类似物（TT-361）的活性约为BML的60倍。此外，为了了解BML类似物与CDKC2的结合机制，我们对BML类似物与植物CDKC2的预测结构进行了分子对接模拟。研究方针是计算BML和高活性类似物TT-361与目标蛋白的氢键长度和平均结合自由能。比较这些数据表明，将苯乙酸部分转化为体积较小的噻吩增强了与靶蛋白 CDKC2 的结合，证明了生物活性和结构之间的关系。