アスパラギン酸プロテアーゼの基質遷移状態概念に基づく医薬品の分子設計

基于天冬氨酸蛋白酶底物过渡态概念的药物分子设计

• 批准号: 05453187
• 负责人: 木曽 良明
• 金额: $ 4.74万
• 依托单位: Kyoto Pharmaceutical University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 1994
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05453187/
• 关键词: プロテアーゼ阻害剤; アスパラギン酸プロテアーゼ; 基質遷移状態誘導体; ペプチド合成; ドラッグデザイン; リ-ドオプチマイゼーション; 分子設計; 効率的固相合成法; HIVプロテアーゼ; 基質遷移状態概念; 抗エイズ薬; ペプチドミミック; レニン阻害剤

我々は,生体において重要なアスパラギン酸プロテアーゼの作用機構研究から導かれた基質遷移状態コンセプトを基盤として阻害剤の分子設計の一般的な方法論確立をめざしてきた.この阻害剤の合理的な分子設計の方法論を,レニン,HIVプロテアーゼ及びHTLV-1プロテアーゼ研究にも適用し,両プロテアーゼ基質ペプチドmimicを合成してその阻害剤としての可能性を検討した.また,酵素との相互作用において,阻害剤の立体化学は極めて重要で,これらを立体選択的に効率よく合成するための問題点解決を試み,光学的純度の高い阻害剤の効率的合成法も確立した.1.プロテアーゼ誘導体の合成.HIV-1プロテアーゼ及びHTLV-1プロテアーゼの化学合成の効率を高めるためシステインをイソステリックなアラニンに変換した誘導体を合成し,十分な酵素活性を有することを確認した.2.各プロテアーゼ阻害剤のリ-ドオプチマイゼーション,各種基質遷移状態誘導体を検討し最小活性部位を探求し,レニン阻害剤では,シクロヘキシルノルスタチン型,HIVプロテアーゼ阻害剤ではアロフェニルノルスタチン型の阻害剤がリ-ド化合物として適当であることがわかったので,種々のデザインを行なってリ-ドオプチマイゼーションを進めて最適化合物を探求した.HIVプロテアーゼに対しては,トリペプチド,キノスタチン(KNI)-272が高活性を有することを見いだした.3.各プロテアーゼの蛋白工学的研究を行なって,高活性で安定な酵素蛋白質および酵素蛋白とインヒビターの複合体の結晶化を行いそのX線構造解析から,酵素活性中心の反応機構と酵素-阻害剤相互作用の詳細を解明し,より有用性の高いインヒビターの分子設計を論理的に行ない治療薬としての可能性を検討した.

I 々 は, living body に お い て important な ア ス パ ラ ギ ン acid プ ロ テ ア ー ゼ の institutional research か ら guide か れ た matrix migration state コ ン セ プ ト を base plate と し て resistance against tonic の の general な molecular design methodology to establish を め ざ し て き た. こ の resistance against tonic の reasonable を な の molecular design methodology, レ ニ ン, HIV プ ロ テ ア ー ゼ and び HTL V - 1 プ ロ テ ア ー ゼ research に も applicable し, struck プ ロ テ ア ー ゼ matrix ペ プ チ ド mimic を synthetic し て そ の resistance against tonic と し て の possibility を beg し 検 た. ま た, enzyme と の interaction に お い て, resistance against tonic の stereochemistry は め extremely important で て, こ れ ら を stereoscopic sentaku に sharper rate よ く synthetic す る た め の point solve を み, The synthetic method for the high-purity <s:1> inhibitory agent <e:1> efficiency of optics has been established as た た.1. Youdaoplaceholder1 ゼ ゼ inducer <s:1> synthesis. HIV - 1 プ ロ テ ア ー ゼ and び HTLV - 1 プ ロ テ ア ー ゼ の chemical synthesis の sharper rate high を め る た め シ ス テ イ ン を イ ソ ス テ リ ッ ク な ア ラ ニ ン に variations in し た inductor し を synthesis, very な enzyme activity を す る こ と を confirm し た. 2. Each プ ロ テ ア ー ゼ resistance against tonic の リ - ド オ プ チ マ イ ゼ ー シ ョ ン, various matrix migration state induced を beg し 検 minimum active site を explore し, レ ニ ン resistance against tonic で は, シ ク ロ ヘ キ シ ル ノ ル ス タ チ ン type, HIV プ ロ テ ア ー ゼ resistance against tonic で は ア ロ フ ェ ニ ル ノ ル ス タ チ ン type の resistance against tonic が リ - ド compound と し て appropriate で あ る こ と が わ か っ た の で, kind of 々 の デ ザ イ ン を line な っ て リ - ド オ プ チ マ イ ゼ ー シ ョ ン を into め て optimum compound を explore し た. HIV プ ロ テ ア ー ゼ に し seaborne て は, ト リ ペ プ チ ド, キ ノ ス タ チ ン (KNI) - 272 が highly active を す る こ と を see い だ し た. 3. Each プ ロ テ ア ー ゼ の protein engineering research line を な っ て, highly active で settle な enzyme protein お よ び enzyme protein と イ ン ヒ ビ タ ー の complex の crystallization を line い そ の X-ray structural analysis か ら, enzyme active center の と enzyme 応 authorities - resistance against tonic interaction の を explain in detail し, よ り usefulness の high い イ ン ヒ ビ タ ー の を molecular design theory The に line of theory な な therapeutic drugs と <s:1> て <s:1> <s:1> possibilities を検 seek た た.

项目成果

Seiji Kageyama: "In vitro anti-HIV activity of transition-state mimetic HIV protease inhibitors contaning allophenylnorstatine." Antimicrob.Agent Chemother.37. 810-817 (1993)

Seiji Kageyama：“含有别洛苯基去甲他汀的过渡态模拟 HIV 蛋白酶抑制剂的体外抗 HIV 活性。”

木曽良明: "HIVプロテアーゼ阻害剤の理論的なデザイン-ペプチド化学を基盤とした創薬研究." ファルマシア. 30. 246-248 (1994)

Yoshiaki Kiso：“HIV 蛋白酶抑制剂的理论设计 - 基于肽化学的药物发现研究。”Pharmacia。

木曽良明: "HIVプロテアーゼ阻害剤の理論的なデザイン-ペプチド化学を基盤とした創薬研究." フアルマシア. 30. 246-248 (1994)

Yoshiaki Kiso：“HIV 蛋白酶抑制剂的理论设计 - 基于肽化学的药物发现研究。”Pharmacia。

Akiko Kiriyama: "Pharmacokinetic study of a tripeptide HIV-1 protease inhibitor,KNI-174,in rats after intravenous and intraduodenal administrations." Biopharmaceut.Drug Disposition. 14. 199-207 (1993)

Akiko Kiriyama：“三肽 HIV-1 蛋白酶抑制剂 KNI-174 在大鼠静脉内和十二指肠内给药后的药代动力学研究。”

木曽 良明: "キノスタチン(KNI)-272-理論的にデザインされたトリペプチドHIVプロテアーゼ阻害剤-" 日本臨床. 51. 139-145 (1993)

Yoshiaki Kiso：“Kinostatin (KNI)-272-理论上设计的三肽HIV蛋白酶抑制剂-”日本临床。51. 139-145 (1993)