ひずみとゆるみによる核酸－タンパク質複合体形成の精密制御

通过应变和松散精确控制核酸-蛋白质复合物的形成

基本信息

批准号：
20H02857
负责人：
正木慶昭
金额：
$ 11.15万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、核酸医薬品の安全性の課題を解決することを目指し、核酸-タンパク質相互作用を制御する化学修飾の開発を目指している。制御にあたり、着目しているのが核酸-タンパク質複合体形成において導入される核酸構造のひずみである。形成されるひずみに対し、あらかじめひずみを固定した化学修飾やひずみ形成を容易にするゆるみを導入した化学修飾の効果を系統的に評価し、核酸-タンパク質相互作用の制御を目指している。ひずみとしてビシクロ[3.2.0]ヘプタンおよびビシクロ[3.3.0]オクタン骨格をもつヌクレオシド誘導体、ゆるみとして、メチレンを5'側に導入した5'HMT、メチレンを3'側に導入した3'HMTを合成し、RNaseH依存型アンチセンス核酸をモデル系として用いて評価してきた。ひずみの検討では分子動力学計算により予測される性質と一致する実験結果が得られている。またひずみ核酸に置換基を導入する検討より、RNase Hによる切断反応が起こる活性中心近傍では空間的自由度が低いということが明らかになった。ゆるみの検討としてメチレンを導入した5'HMTや3'HMTは、当初の想定以上にASO・RNA二重鎖構造に対して許容であり、また複合体形成に対して大きな影響を与えることがわかった。特にRNase Hとリン酸基相互作用よりRNase Hと糖部の相互作用の方が大きく影響を与えることが示唆されており、化学修飾設計の指針を与える成果が得られた。これらの知見を発展させ、網羅的解析手法と組み合わせることで、核酸-タンパク質相互作用を制御する化学修飾の設計法・評価法を構築し、核酸医薬品の安全性向上へとつなげていく。

这项研究旨在解决核酸药物的安全问题，并开发调节核酸 - 蛋白质相互作用的化学修饰。在控制时，注意力集中在核酸 - 蛋白质复合物形成过程中引入的核酸结构的应变上。对菌株预先固定的化学修饰作用的系统评估，并通过引入松动来促进菌株形成而引入化学修饰，旨在控制核酸 - 蛋白质相互作用。 Nucleoside derivatives with bicyclo[3.2.0]heptane and bicyclo[3.3.0]octane backbone as strain, and 5'HMT with methylene introduced to the 5' side as loosening, and 3'HMT with methylene introduced to the 3' side as loosening were synthesized, and RNaseH-dependent antisense nucleic acids were evaluated using a model system.菌株研究产生的实验结果与分子动力学计算所预测的特性一致。此外，关于将取代基引入应变的核酸的研究表明，在活跃中心附近存在较低程度的空间自由度，其中发生了RNase H的裂解反应。发现引入甲基的5'HMT和3'HMT对于ASO-RNA双链结构比最初预期的更容易接受，并且对复杂形成产生了显着影响。特别是，已经提出，RNase H与糖分之间的相互作用比RNase H和磷酸组之间的相互作用更大，从而导致结果为化学修饰设计提供了指导。通过开发这些发现并将它们与全面的分析方法相结合，我们将开发设计和评估控制核酸 - 蛋白质相互作用的化学修饰的方法，从而改善了核酸药物的安全性。