HIV外皮蛋白断片gp41-C34を基にした人工設計型細胞融合阻害剤の創製研究

基于HIV外壳蛋白片段gp41-C34人工设计细胞融合抑制剂的研究

基本信息

批准号：
13226055
负责人：
玉村啓和
金额：
--
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (C)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

HIVの外被蛋白質gp41には膜融合成立に必須な2ヶ所のα-helix部位を含む。すなわち、gp41の細胞外ドメイン中、そのN端側(N-region)およびC端側(C-region)に存在する2つの領域である。膜融合時には、N-regionはtriple helixを形成し、引き続きC-regionがhelixを形成してN-regionのtriple helixを取り囲み、アンチパラレルな6-helical bundle構造が形成され、その結果、ウイルス側と標的細胞側の膜が近付き、膜融合が成立するものと推定されている。従って、この6-helical bundle構造形成阻害剤創製のため、我々は、C-regionの34残基のペプチド(C34)を基盤とし、C34ペプチドの臨床応用を妨げていると考えられる難溶性を克服し、かつその抗HIV活性を向上させたペプチド(Soluble C34;SC34)のde novoデザイン、合成を行った。C34は、N-region由来のN36ペプチドと相互作用し、前述の6-helical bundle構造を取ることがX線結晶解析より明らかにされている。そこで、C34とN36の相互作用様式を参考に以下のコンセプトによるSC34のデザインを行った。(1)C34のN36との相互作用部位は既存の配列とする。(2)6-helical bundle構造の外側に位置する溶媒接触領域(b, f, c, g位)には側鎖間salt bridge形成によるα-helicity及び水溶性の向上を目的に、i-i+4位にGlu及びLys置換を導入する。以上のコンセプトに基づき合成したSC34は、C34に較べ大幅な水溶性の向上が見られ、さらにその抗HIV活性を測定したところ現在phaseIII臨床試験中であるC-peptideの1つT-20の約10倍、C34とほぼ同等の活性を示すことが明かとなった(IC_<50>=1.0nM)。また、SC34は、T-20耐性HIV株にも有効であった。これらの結果より、我々のデザインコンセプトは、HIV-cell fusion inhibitorの開発に有用なものであると判断した。

HIV 外壳蛋白 gp41 含有两个膜融合所必需的 α 螺旋位点。即，gp41的胞外结构域中有两个区域，位于N端侧（N区）和C端侧（C区）。膜融合时，N区形成三螺旋，随后C区形成螺旋，围绕N区三螺旋，形成反向平行的6螺旋束结构，导致病毒侧面推测：靶细胞的膜接近并建立膜融合。因此，为了创建这种6螺旋束结构形成抑制剂，我们使用C区的34残基肽（C34）作为基础，以克服被认为阻碍C34临床应用的溶解度差的问题。我们从头设计并合成了一种具有改进的抗 HIV 活性的肽（可溶性 C34；SC34）。 X射线晶体分析表明，C34与源自N区的N36肽相互作用并呈现上述6螺旋束结构。因此，我们参考C34和N36之间的交互模式，基于以下概念设计了SC34。 (1)C34与N36的相互作用位点是现有序列。 (2)在位于6螺旋束结构外部的溶剂接触区域(b、f、c、g位置)中，i-i在+4位引入Glu和Lys取代。基于上述概念合成的SC34与C34相比，水溶性显着提高，此外，当测量其抗HIV活性时，表明该活性大约是C34的10倍(IC_<50>=1.0nM) ）。 SC34 对 T-20 耐药 HIV 病毒株也有效。基于这些结果，我们确定我们的设计理念对于开发 HIV 细胞融合抑制剂是有用的。