Studies for early prediction of physical degradation of therapeutic proteins

治疗性蛋白质物理降解早期预测的研究

• 批准号: 21K06503
• 负责人: 今村 比呂志
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Nagahama Institute of Bio-Science and Technology (2022)Ritsumeikan University (2021)
• 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-21K06503/
• 关键词: 蛋白質医薬品; 物理劣化; 凝集; 変性; 抗体

蛋白質医薬品は蛋白質を主成分とする医薬品であり、その特異性の高さと重大な疾患に有効なことから今後ますます利用されることが期待される。一方、蛋白質であることから低分子医薬にはない変性と凝集の問題を抱えている。変性と凝集は、化学組成を変える化学劣化と区別され、物理劣化と呼ばれる。蛋白質医薬品の物理劣化は薬効の低下を招くだけでなく、免疫応答を引き起こす可能性もある。物理劣化しにくい蛋白質分子や条件を限られた時間、資源の中で十分に検討することは容易ではない。本研究では、短期の実験データから、凝集の数理モデルに従って、長期で起こる変性・凝集を予測（＝“早期診断”）する手法を開発することを目標とする。具体的には、(a)蛋白質の変性・凝集のし易さを長期保管試験せずに短時間でアッセイする方法の開発、(b)アッセイ系で観測される変性・凝集のモデリング、を実施する。蛋白質の凝集は、「(i) 変性を伴う凝集」と「(ii) 変性を伴わない凝集」がある。2022年度は「(i) 変性を伴う凝集」の”早期診断”法として、凝集につながる変性構造の解明に取り組んだ。前年度より開発している変性剤濃度変調法における変性剤として酸および化学変性剤（グアニジン塩酸塩）を選択した。抗体医薬品について変性剤濃度および変性剤にさらす時間を変えて、小角X線散乱解析を行った。酸変性構造は天然構造よりも小さくコンパクトな球状になることを見出した。また化学変性剤変性からは抗体の変性構造の別の側面を明らかにした。また、「(ii) 変性を伴わない凝集」について、ミオグロビンをモデルとして、小角X線散乱解析による分子間相互作用と沈殿実験による沈殿耐性パラメータ、理論計算による水和自由エネルギー、凝固エネルギーの関係を調べた。前年度より進めている分子間相互作用と凝集の関係式は、これらの物性パラメータ、実験データと適合することを確認した。

Protein medicines, protein, main ingredient, medicines, medicines, high specificity It is effective for serious diseases and is expected to be used in the future. On the one hand, the problem of protein aggregation and low molecular weight medicine is solved. Change properties, aggregation, chemical composition, chemical deterioration, differentiation, and physical deterioration. The possibility of physical deterioration of protein medicinal products, reduction of efficacy, and immune response is also a possibility. Physical deterioration of protein molecules is not limited by time and resources, and it is easy to cause physical deterioration. This research is based on short-term analysis, long-term analysis, and long-term analysis.る変性・ agglutination を Prediction (= "Early Diagnosis") す る Technique を Open 発 す る こ と を Target と す る. Specific conditions, (a) Protein stability and aggregation, long-term storage test, short-term storage testする methodの开発、(b)アッセイ式で観measurementされる変性・agglutinationのモデリング、を実事する. Protein の agglutination, "(i) 変性を合うagglutination" and "(ii) 変性を合ないagglutination" がある. In fiscal 2022, the "(i) early diagnosis" method of "(i) agglutination of abnormality" and the "explanation of the agglutination of abnormality structure" will be carried out. The previous year's より开発している変性剤concentration 変adjusting method における変性剤として acid および chemical reagent (グアニジン塩塩塩) を选択した. Antibody medicines can be used to determine the concentration, time, and concentration of the antibody, and the small angle X-ray analysis can be performed. Acidic structure, natural structure, small さくコンパクトな spherical shape, see out the した.またchemical properties of the antibodies and the structure of the antibodies.また、「(ii)変性を合わないAgglutination」について, ミオグロビンをモデルとして, small angle X-ray scatter analysis によるMolecular interactionとShen Dian's resistance to water, theoretical calculation of water and free water, and solidification of water and water. In the previous year, the relationship between molecular interaction and agglomeration was confirmed, and the physical properties of the previous year were confirmed.

项目成果

ミニタンパク質Trp-cageとその変異体の構造安定性に及ぼす圧力効果

压力对小蛋白Trp-cage及其突变体结构稳定性的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 大池裕登;中尾俊樹;今村比呂志;加藤稔
• 通讯作者: 加藤稔

アミロイド核形成に先立つインスリンの由来種に依存した初期凝集メカニズム

淀粉样蛋白成核之前胰岛素的物种依赖性初始聚集机制

• 发表时间: 2021
• 作者: 柚佳祐;今村比呂志;野崎拓郎;藤井悠生;守島健;奥田綾;井上倫太郎;杉山正明;富永圭介;茶谷絵理
• 通讯作者: 茶谷絵理

FTIR法によるミニタンパク質Trp-cageの立体構造に及ぼす温度・ 圧力効果

FTIR法测定温度和压力对小蛋白Trp-cage三维结构的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: 大池裕登;今村比呂志;加藤稔
• 通讯作者: 加藤稔

Improvement of Protein Solubility in Macromolecular Crowding during Myoglobin Evolution

肌红蛋白进化过程中大分子拥挤中蛋白质溶解度的提高

• DOI: 10.1021/acs.biochem.2c00166
• 发表时间: 2022
• 期刊: Biochemistry
• 影响因子: 2.9
• 作者: Isogai Yasuhiro;Imamura Hiroshi;Sumi Tomonari;Shirai Tsuyoshi
• 通讯作者: Shirai Tsuyoshi

Changes in Crystal Structure and Battery Performance of MIL-101 (Fe) upon Introduction of Substituent NH₂

引入取代基NH₂后MIL-101（Fe）晶体结构和电池性能的变化

• DOI: 10.34521/srmemoirs.23.0_15
• 发表时间: 2021
• 期刊: Memoirs of the SR Center Ritsumeikan University
• 作者: Shimizu Takeshi;Murakami Ayako;Yamamura Misaki;Imamura Hiroshi;Yamagishi Hirona;Yamamoto Yusaku
• 通讯作者: Yamamoto Yusaku