植物CK1サブタイプ選択的阻害剤の開発

植物は24時間周期で変動する地球環境に応じて生命活動を行うために概日時計をもつ。これまで植物概日時計の機構を解明すべく小分子(概日時計制御分子)を用いた手法が注目されてきた。しかし、実際に概日時計制御分子を用いた機構解明研究の報告例はなかった。当研究グループは、植物（シロイヌナズナ）の概日時計制御分子としてBML-259(以下、BML)を発見した。BMLは、シロイヌナズナの概日リズムを長周期化する。本年度、本分子の類縁体合成及び、周期変調活性評価に対するSARを行い、同分子の活性部位と誘導化可能な部位を明らかとした。また、これらの知見をもとにBML類縁体から分子プローブを合成し、プルダウンアッセイを行い、サイクリン依存性キナーゼ(CDK)C2をBMLの標的タンパク質として同定した。しかし、BMLの周期変調活性にかかわる重要な分子構造が不明であった。そこで、より高活性な類縁体の創製を目指し、60種類以上の類縁体を合成した。その結果、フェニル酢酸部位をチオフェン骨格へと変換したBML類縁体(TT-361)がBMLの約60倍の活性を示すことを見いだした。さらにBML類縁体のCDKC2結合メカニズムを理解するため、植物CDKC2の予測構造に対して、BML類縁体の分子ドッキングシミュレーションに着手した。研究方針としては、BMLと高活性な類縁体TT-361の標的タンパク質に対する水素結合の結合長と平均結合自由エネルギーを算出する。実際にこれらのデータを比較することで、フェニル酢酸部位を嵩の小さいチオフェンに変換することで、標的タンパク質CDKC2との結合が強くなることが示めされ、生物活性と構造の関係を実証した。

植物は24時間周期で変動する地球環境に応じて生命活動を行うために概日時計をもつ。これまで植物概日時計の機構を解明すべく小分子(概日時計制御分子)を用いた手法が注目されてきた。しかし、実際に概日時計制御分子を用いた機構解明研究の報告例はなかった。当研究グループは、植物（シロイヌナズナ）の概日時計制御分子としてBML-259(以下、BML)を発見した。BMLは、シロイヌナズナの概日リズムを長周期化する。本年度、本分子の類縁体合成及び、周期変調活性評価に対するSARを行い、同分子の活性部位と誘導化可能な部位を明らかとした。また、これらの知見をもとにBML類縁体から分子プローブを合成し、プルダウンアッセイを行い、サイクリン依存性キナーゼ(CDK)C2をBMLの標的タンパク質として同定した。しかし、BMLの周期変調活性にかかわる重要な分子構造が不明であった。そこで、より高活性な類縁体の創製を目指し、60種類以上の類縁体を合成した。その結果、フェニル酢酸部位をチオフェン骨格へと変換したBML類縁体(TT-361)がBMLの約60倍の活性を示すことを見いだした。さらにBML類縁体のCDKC2結合メカニズムを理解するため、植物CDKC2の予測構造に対して、BML類縁体の分子ドッキングシミュレーションに着手した。研究方針としては、BMLと高活性な類縁体TT-361の標的タンパク質に対する水素結合の結合長と平均結合自由エネルギーを算出する。実際にこれらのデータを比較することで、フェニル酢酸部位を嵩の小さいチオフェンに変換することで、標的タンパク質CDKC2との結合が強くなることが示めされ、生物活性と構造の関係を実証した。