プロテアーゼ・阻害剤複合体の構造解析に基づく阻害剤の構造活性相関研究

基于蛋白酶-抑制剂复合物结构分析的抑制剂构效关系研究

• 批准号: 08219238
• 负责人: 木曽 良明
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Kyoto Pharmaceutical University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-08219238/
• 关键词: HIVプロテアーゼ; HIVプロテアーゼ阻害剤; 酵素阻害剤複合体; 基質遷移状態誘導体; ペプチド合成; コンフォメーション解析; X線結晶構造解析; 分子モデリング

我々は,アスパラギン酸プロテアーゼ阻害剤の合成研究を行なってきており,高血圧において重要な役割を果たすレニンの阻害剤,エイズの原因ウイルスであるHIVプロテアーゼの阻害剤などの合成を行ない,酵素と阻害剤の結合に必要な最小阻害活性部位の探索や高い酵素阻害活性を持つ化合物の合成に成功した.この成功は,酵素反応のメカニズムに着目して,酵素・基質複合体および酵素・阻害剤複合体のコンフォメーションを解析し,酵素分子活性中心の基質遷移状態のコンフォメーションを固定したミミックをデザインするという新しく論理的な方法を用いたことによるところが大きい.この方法をさらに発展させて,基質,阻害剤分子単独のコンフォメーションと,超分子形成時のコンフォメーションとの詳細な比較解析を動的観点で行い,それらの結果をもとに酵素と阻害剤の相互作用に関する分子認識に基づいた阻害剤の構造活性相関研究を行った.1.HIV-1プロテアーゼおよび誘導体の合成は我々が開発した希釈メタンスルホン酸をα-アミノ保護基切断に使用する固相合成法で,現有のペプチド自動合成機により行なった.また純度の高いプロテアーゼを得るためビオチン誘導体の形で精製した.またシステインをイソステリックなアミノ酸に変換した誘導体を合成した.2.HIV-1プロテアーゼ活性部位誘導体の合成.基質との相互作用に関与している25位アスパラギン酸をイソステリックなアミノ酸に変換した誘導体を合成した.HIVプロテアーゼは二量体として働くので,もとの酵素とイソステリック誘導体との組み合わせ,イソステリック誘導体のみの組み合わせについても検討した.4.基質の合成.基質としてp17/p24,p24/p15,p15/PR,PR/p66を合成した.5.阻害剤の合成.遷移状態誘導体の概念に基づいてレトロウイルスに特徴的な基質の切断部位Phe-ProおよびTyr-Pro(P1-P1')のアミド結合をイソステリックな還元型,ヒドロキシエチレン型,ジヒドロキシエチレン型等に変換し,各基質遷移状態誘導体を合成した.6.酵素結晶化とX線解析.高活性で安定な酵素蛋白結晶化及びそのX線構造解析を行なった.7.分子モデリングにより,酵素と基質複合体の構造解析を行なった.8.超分子形成と解析 X線解析,NMRによりこの酵素蛋白と阻害剤の複合体の構造解析を行なった.

我们一直在进行天冬氨酸蛋白酶抑制剂的合成研究，并已合成肾素抑制剂，这些抑制剂在高血压中起重要作用，HIV蛋白酶的抑制剂，艾滋病病毒，负责艾滋病的病毒，并成功地搜索了酶和抑制剂的最小抑制作用所需的最小抑制作用，并具有高度抑制剂和抑制作用。这种成功的重点是酶反应的机理，并分析了酶 - 基底络合物和酶抑制剂复合物的构象，并设计了一种模拟物，该模拟物固定在酶分子活性分子中心的底物过渡状态的构象。该方法得到了进一步的开发，并对单独的底物和抑制剂分子的构象进行了详细的比较分析，并从动态的角度进行了超分子形成过程中的构象，并且基于这些结果，我们进行了基于抑制剂的结构活性关系研究，基于酶的相互作用基于酶之间的相互作用和酶之间的相互作用。使用固相合成方法进行了HIV-1蛋白酶和衍生物的合成，我们使用稀释的甲磺酸以α-氨基保护组的裂解进行开发，并使用当前的自动肽合成器进行。以生物素衍生物的形式进行纯化以获得高质量的蛋白酶。还合成了将半胱氨酸转化为等当氨基酸的衍生物。 2。HIV-1蛋白酶活性位点衍生物的合成。合成了与与底物相互作用相互作用的天冬氨酸转化的衍生物。由于HIV蛋白酶起着二聚体的作用，因此还研究了原始酶和同派衍生物的组合，以及仅同源性衍生物的组合。 4。底物的合成。随着底物p17/p24，p24/p15，p15/pr，pr/p66的合成。5。抑制剂的合成。基于过渡态衍生物的概念，底物裂解位点的酰胺键Phe-Pro和Tyr-Pro（P1-P1'）（P1-P1'），特征是逆转录病毒特征的特征底物裂解位点被转化为等质性的，降低的羟基乙烯，二氢二乙烯，以及每种分类。酶结晶和X射线分析。进行了高度活跃和稳定的酶蛋白结晶及其X射线结构分析。7。酶和底物复合物的结构分析是通过分子建模进行的。8。超分子的形成和分析。进行了X射线分析和NMR分析，以分析该酶蛋白和抑制剂的结构复合物。

项目成果

Yasushi Ohno: "Solution conformations of KNI-272,a tripeptide HIV protease inhibitor designed on the basis of substrate transition state : Determined by NMRspectroscopy and simulated annealing calculations." Bioorg.Med.Chem.4・9. 1565-1572 (1996)

Yasushi Ohno：“基于底物过渡态设计的三肽 HIV 蛋白酶抑制剂 KNI-272 的溶液构象：通过 NMR 光谱和模拟退火计算确定。”1565-1572（1996）。

木曽良明: "AIDS治療薬としてのHIVプロテアーゼ阻害薬-変異ウイルスと人類の共生は可能か-." 医学のあゆみ. 177・13. 962-968 (1996)

木曾义明：“HIV蛋白酶抑制剂作为艾滋病治疗药物——人类是否有可能与突变病毒共存？”177・13（1996）。

A.Kiriyama: "Binding characteristics of KNI-272 to plasma proteins,a new potent tripeptide HIV protease inhibitor." Biopharmaceut.Drug Disp.17・9. 739-751 (1996)

A.Kiriyama：“KNI-272 与血浆蛋白的结合特性，一种新型有效的三肽 HIV 蛋白酶抑制剂。Biopharmaceut.Drug Disp.17·9 (1996)”