一時的配向基を用いた遷移金属触媒反応によるタンパク質ペプチド結合の化学修飾

使用临时导向基团通过过渡金属催化反应对蛋白质-肽键进行化学修饰

• 批准号: 21K06482
• 负责人: 花屋 賢悟
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Keio University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06482/
• 关键词: 化学修飾; ペプチド; タンパク質; 遷移金属イオン; アルドール反応; 銅イオン; ペプチド結合; 配向基

抗体－薬物複合体などのバイオ医薬品創薬やケミカルバイオロジーの基礎研究において、薬物や蛍光分子などの人工分子をタンパク質の特定の位置にのみ結合する反応（化学修飾反応）の開発は重要である。化学修飾反応は、タンパク質がその機能を保持できるような条件（水溶液中、4ー50℃、pH5ー9程度、など）下、進行することが望ましい。2000年以降、化学修飾法の研究は進展し、種々のアミノ酸の側鎖官能基を標的とした化学修飾反応が研究されてきた。しかし、これらの手法は対象のタンパク質が、標的のアミノ酸を持たない場合には適用できない。そこで、タンパク質中に必ず１箇所存在するN末端アミノ酸を活用した化学修飾反応の開発を目指した。2022年度は、前年度に本研究遂行中に発見した、アルドール反応を利用するN末端化学修飾反応の検討を進めた。この反応は種々の生理活性ペプチドやタンパク質のN末端アミノ酸上で進行した。本反応を用いて、市販の抗体医薬品であるトラスツズマブのN末端アミノ酸上にトポイソメラーゼ阻害薬であるSN38を結合した抗体－薬物複合体（ADC）を調製した。このADCは、HER2を細胞膜上に過剰発現するがん細胞に特異的に結合し、元のトラスツズマブを上回る細胞毒性を示した。N末端アミノ酸はトラスツズマブの表面に露出しており、立体構造維持に関与しないと考えられる。そのため、化学修飾してもトラスツズマブの立体構造に対する影響が小さく、元の抗原認識能を維持していたと推測している。本研究結果は、英文査読付学術雑誌に掲載された。当初の研究実施計画とは異なるが、タンパク質の機能を保持したまま温和な条件下、特定の箇所のみを化学修飾する手法の開発に成功した。

Antibodies and 薬 complex な ど の バ イ オ medical 薬 product gen 薬 や ケ ミ カ ル バ イ オ ロ ジ ー の basic research に お い て, 薬 や 蛍 light molecular な ど の artificial molecules を タ ン パ ク qualitative の specific の position に の み combining す る anti 応 (chemically modified reverse 応) の open 発 は important で あ る. Chemically modified reverse 応 は, タ ン パ ク qualitative が そ の function を keep で き る よ う な conditions (in aqueous solution, 4 ー 50 ℃, pH5 ー 9 degree, な ど), for す る こ と が hope ま し い. Since 2000, chemical modification method research progress は の し, kind of 々 の ア ミ の ノ acid side chain of functionality を mark と し た chemically modified reverse 応 が research さ れ て き た. し か し, こ れ ら の gimmick は like の seaborne タ ン パ ク が, mark の ア ミ ノ acid を hold た な い occasions に は applicable で き な い. そ こ で, タ ン パ ク に will ず one existing in mass す る N terminal ア ミ ノ acid を use し た chemically modified reverse 応 の open 発 を refers し た. Before 2022 annual は, annual に carries out in this study に 発 see し た, ア ル ド ー ル anti 応 を using す る N terminal chemically modified reverse 応 の beg を 検 into め た. The <s:1> <s:1> undergoes a 々 た reaction on the で at the n-terminal ア ノ ノ of the ノ パ of the <s:1> to the 々 physiological activity of the ペプチドやタ <s:1> パ of the パ of the flessin <e:1> on the で. The anti 応 を with い て, city medical 薬 の antibody products dealers で あ る ト ラ ス ツ ズ マ ブ の N terminal ア ミ ノ acid on に ト ポ イ ソ メ ラ ー ゼ resistance against 薬 で あ る SN38 を combining し た antibody and 薬 complex (ADC) を modulation し た. こ の ADC は, HER2 を membrane に before turning 発 now す る が に specific に ん cells combined with し, yuan の ト ラ ス ツ ズ マ ブ を last る cytotoxicity を shown し た. N terminal ア ミ ノ acid は ト ラ ス ツ ズ マ ブ の surface に reveal し て お り, three-dimensional structure maintenance に masato and し な い と exam え ら れ る. そ の た め, chemical modification し て も ト ラ ス ツ ズ マ ブ の three-dimensional structure に す seaborne る が small effect さ く, yuan の antigen can know を maintain し て い た と speculation し て い る. The results of this study are available in 読 and are published in the academic 雑 journal に at された. の original research be applied plan と は different な る が, タ ン パ ク qualitative の function を keep し た ま ま benign な conditions, specific の is の み を chemically modified す る gimmick の open 発 に successful し た.

项目成果

金属イオンを用いたアルドール反応によるペプチド・タンパク質のN末端アミノ酸の化学修飾

使用金属离子通过羟醛反应对肽和蛋白质的 N 端氨基酸进行化学修饰

• 发表时间: 2022
• 作者: Mukherjee Subrata;Kawamur Shintaro a;Sodeoka Mikiko;花屋賢悟・森見優希・田口和明・松元一明・和田雄貴・河野正規・東林修平・須貝威
• 通讯作者: 花屋賢悟・森見優希・田口和明・松元一明・和田雄貴・河野正規・東林修平・須貝威

タンパク質N末端に対するアルドール反応を活用した化学修飾法の開発

蛋白质N末端羟醛反应化学修饰方法的开发

• 发表时间: 2022
• 作者: 花屋賢悟;八本果歩;田口和明;松元一明;東林修平;須貝威
• 通讯作者: 須貝威

銅(II)イオンを用いたアルドール反応によるN末端アミノ酸選択的化学修飾法の開発

利用铜(II)离子通过羟醛反应开发N端氨基酸选择性化学修饰方法

• 发表时间: 2021
• 作者: 花屋賢悟;八本果歩;東林修平;須貝威
• 通讯作者: 須貝威

金属イオンを用いたアルドール反応によるN末端アミノ酸の化学修飾

使用金属离子通过醛醇缩合反应对 N 端氨基酸进行化学修饰

• 发表时间: 2022
• 作者: Takuma Tagami;Yuma Aoki;Shintaro Kawamura;Mikiko Sodeoka;花屋賢悟・森見優希・田口和明・松元一明・東林修平・須貝威
• 通讯作者: 花屋賢悟・森見優希・田口和明・松元一明・東林修平・須貝威

銅(II)を用いたペプチドN末端化学修飾法の開拓

开发铜(II)肽N末端化学修饰方法

• 发表时间: 2021
• 作者: 八本果歩;花屋賢悟;東林修平;須貝威
• 通讯作者: 須貝威