γ-アミノ酸やδ-アミノ酸を含有する特殊環状ペプチドスクリーニング法の開発

薬剤候補ペプチドの探索において、構造多様性に富むペプチドライブラリを構築し、ハイスループットスクリーニングへと適用することが有効である。ペプチド鎖に非天然アミノ酸のγ-アミノ酸やδ-アミノ酸を導入することで、タンパク質性アミノ酸のみからなるペプチドには見られない特殊な二次構造を誘起させることができ、薬剤として必要なペプチダーゼ耐性や細胞膜透過性への寄与が期待される。そこで、本研究ではリボソーム翻訳によるγ-アミノ酸やδ-アミノ酸を含有するペプチドの合成およびスクリーニングへの適用を目指す。リボソーム翻訳系に非天然アミノ酸を導入することで、鋳型のmRNA配列に対応する非天然ペプチドを合成可能となる。つまり、mRNA配列を多様化することで非天然ペプチドライブラリの調製を迅速に行うことができる。これまで、多様な主鎖骨格を有する非天然アミノ酸の導入とペプチドライブラリの合成が報告されているが、γ-アミノ酸およびδ-アミノ酸の導入は達成されていない。本年度は、γ-アミノ酸およびδ-アミノ酸の導入に向けて翻訳条件の最適化に取り組んだ。これらのアミノ酸はα-アミノ酸とは大きく異なる主鎖骨格を有するため、リボソームの触媒環境に合致せず、翻訳効率が大きく落ちることが知られている。翻訳効率に関わる因子のうち、tRNAの構造および割り当てるコドンに着目し、網羅的な解析を開始した。その際、LC/MSによりペプチドの翻訳量を化学合成したモデルペプチドと比較・定量する系を確立した。

薬剤候補ペプチドの探索において、構造多様性に富むペプチドライブラリを構築し、ハイスループットスクリーニングへと適用することが有効である。ペプチド鎖に非天然アミノ酸のγ-アミノ酸やδ-アミノ酸を導入することで、タンパク質性アミノ酸のみからなるペプチドには見られない特殊な二次構造を誘起させることができ、薬剤として必要なペプチダーゼ耐性や細胞膜透過性への寄与が期待される。そこで、本研究ではリボソーム翻訳によるγ-アミノ酸やδ-アミノ酸を含有するペプチドの合成およびスクリーニングへの適用を目指す。リボソーム翻訳系に非天然アミノ酸を導入することで、鋳型のmRNA配列に対応する非天然ペプチドを合成可能となる。つまり、mRNA配列を多様化することで非天然ペプチドライブラリの調製を迅速に行うことができる。これまで、多様な主鎖骨格を有する非天然アミノ酸の導入とペプチドライブラリの合成が報告されているが、γ-アミノ酸およびδ-アミノ酸の導入は達成されていない。本年度は、γ-アミノ酸およびδ-アミノ酸の導入に向けて翻訳条件の最適化に取り組んだ。これらのアミノ酸はα-アミノ酸とは大きく異なる主鎖骨格を有するため、リボソームの触媒環境に合致せず、翻訳効率が大きく落ちることが知られている。翻訳効率に関わる因子のうち、tRNAの構造および割り当てるコドンに着目し、網羅的な解析を開始した。その際、LC/MSによりペプチドの翻訳量を化学合成したモデルペプチドと比較・定量する系を確立した。