HIV外皮蛋白断片gp41-C34を基にした人工設計型細胞融合阻害剤の創製研究

基于HIV外壳蛋白片段gp41-C34人工设计细胞融合抑制剂的研究

• 批准号: 14021051
• 负责人: 玉村 啓和
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: Kyoto 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: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14021051/
• 关键词: 6 helical bundle構造; 膜融合阻害剤; SC34; 人工設計; X線結晶解析; CXCR4アンタゴニスト; T140; ケモカインレセプター

ここ数年、HIVの細胞への侵入のメカニズムの解明に関する研究が飛躍的に進み、「CCR5,CXCR4といったケモカインレセプターがCD4に続くコレセプターであること」と、「HIVのエンベロープ蛋白gp41が細胞に融合する時に6 helical bundle構造を形成すること」が明らかになった。そこで我々は、この2つの作用点に注目し、1.膜融合阻害剤と2.CXCR4アンタゴニストの開発研究を行った。1.SC34を基盤とする膜融合阻害剤の創製研究 C34(gp41のC端側helix領域ペプチド)を基に我々が人工設計した34アミノ酸残基ペプチドSC34およびSC34(EK)は、gp41のN端側helix領域の3量体構造に作用する膜融合阻害剤(6 helical bundle構造形成阻害剤、EC_<50>=0.23nM)であり、今年度、SC34(EK)とN36の複合体の結晶化に成功し、このX線結晶解析を行った。本解析により、複合体が実際に6 helical bundle構造を形成していること、および、SC34(EK)に多く導入したGlu及びLys残基の側鎖はbundle構造から外へ向いていることを明らかにした。そこで、SC34(EK)に2個見られるGlu-Glu-X-X-Lys-Lysの繰り返しのモチーフを5個含むようにデザインしたSC35(EK)を合成した。SC35(EK)の抗HIV活性は、SC34(EK)と同等かやや低下したが(EC_<50>=0.39nM)、6 helical bundle構造の安定性は上昇した。また、これらSC34(EK)誘導体はC34耐性株にも有効性を示した。2.T140を基盤とするCXCR4アンタゴニストの創製研究 我々が数年前に発見したT140は、T細胞指向性HIV-1(X4-HIV-1)の細胞への侵入を特異的にブロックする14アミノ酸残基のペプチド性CXCR4アンタゴニストである。今年度、マウス血清、およびラット肝臓ホモジネート処理においても安定なT140誘導体を見い出した。その際、N末端をアシル化修飾することにより、この部位が新たなpharmacophoreになることがわかり、新規高活性CXCR4アンタゴニスト4F-benzoyl-TE14011を創出した。また、T140のpharmacophoreであるArg^2,Na1^3,Tyr^5,Arg^<14>を含む環状ペンタペプチドライブラリーを構築し、この中からT140に匹敵する高活性を有する化合物FC131を見い出した。本化合物は、分子量約700であり、低分子CXCR4アンタゴニストのリード化合物として有用であると思われる。

こ こ years, HIV の cell へ の intrusion の メ カ ニ ズ ム の interpret に masato す る research に が jump into み, "CCR5 and CXCR4 と い っ た ケ モ カ イ ン レ セ プ タ ー が CD4 に 続 く コ レ セ プ タ ー で あ る こ と" と, "HIV の エ ン ベ ロ ー プ protein gp41 に が cell fusion す る に 6 helical The bundle construction を forms する が と が and ら になった になった. そ こ で I 々 は, こ の 2 つ の point に attention し, 1. The membrane fusion resistance against tonic と 2. CXCR4 ア ン タ ゴ ニ ス ト の open 発 を line っ た. Research on the creation of SC34を substrate とする membrane fusion Inhibitor C34 (gp41 の C end side helix field ペ プ チ ド) を base に I 々 が artificial design し た 34 ア ミ ノ acid residues ペ プ チ ド SC34 お よ び SC34 (EK) は, gp41 の N end side の helix field 3 quantity body structure に role す る membrane fusion resistance against tonic (6 helical bundle construction forms a harm inhibitor, EC_<50>=0.23nM)であ であ, this year, SC34(EK)とN36 <s:1> complex <s:1> crystallization に successful に, <s:1> X-ray crystallization analysis of <s:1> を rows った. This analytical に よ り, complex が be interstate に 6 helical を bundle structure form し て い る こ と, お よ び, SC34 (EK) に く more import し た Glu and び Lys residue の side chain は bundle structure か ら へ outside to い て い る こ と を Ming ら か に し た. そ こ で, SC34 (EK) に 2 see ら れ る Glu - Glu - X - X - Lys - Lys の Qiao り return し の モ チ ー フ を contains five む よ う に デ ザ イ ン し た SC35 (EK) を synthetic し た. The <s:1> anti-HIV activity of SC35(EK) やや and SC34(EK)と are equally low in やや たが(EC_<50>=0.39nM), and the <s:1> stability of the 6-helical bundle structure is increased in <s:2> た. Youdaoplaceholder0, れらSC34(EK) inducer また c34-tolerant strain に に を shows た た. 2. T140 を base plate と す る CXCR4 ア ン タ ゴ ニ ス ト の research &develop I 々 が に years ago 発 see し た T140 は directivity, T cells (X4 - HIV - 1) HIV - 1 の cells へ の intrusion を specific に ブ ロ ッ ク す る 14 ア ミ ノ acid residues の ペ プ チ ド sex CXCR4 ア ン タ ゴ ニ ス ト で あ る. This year, マ ウ ス serum, お よ び ラ ッ ト routine liver ホ モ ジ ネ ー ト 処 Richard に お い て も settle な T140 inductor を see い out し た. そ の interstate, N terminal を ア シ ル chemical modified す る こ と に よ り, こ の parts が new た な pharmacophore に な る こ と が わ か り, new rules on highly active CXCR4 ア ン タ ゴ ニ ス ト 4 f - benzoyl - TE14011 を hit し た. ま た, T140 の pharmacophore で あ る Arg ^ 2, Na1 ^ 3, Tyr ^ 5, Arg ^ 14 > < を containing む annular ペ ン タ ペ プ チ ド ラ イ ブ ラ リ ー を constructing し, こ の in か ら T140 に match す る highly active を have す る compound FC131 を see い out し た. This compound は, the molecular weight of about 700 で あ り, low molecular CXCR4 ア ン タ ゴ ニ ス ト の リ ー ド compound と し て useful で あ る と think わ れ る.

项目成果

Tamamura H, et al.: "Reduction of peptide character of HIV protease inhibitors that exhibit nanomolar potency against multi-drug resistant HIV-1 strains"J.Med.Chem.. (In press). (2003)

Tamamura H 等人：“减少 HIV 蛋白酶抑制剂的肽特征，对多重耐药 HIV-1 菌株表现出纳摩尔效力”J.Med.Chem..（正在出版）。

Otaka A, et al.: "Remodeling of gp41-C34 Peptide Leads to Highly Effective Inhibitors of the Fusion of HIV-1 with Target Cells"Angew.Chem.Int.Ed.. 41・16. 2937-2940 (2002)

Otaka A 等人：“gp41-C34 肽的重塑导致 HIV-1 与靶细胞融合的高效抑制剂”Angew.Chem.Int.Ed. 41・16 (2002)。

Zhang W, et al.: "A Point Mutation That Confers Constitutive Activity to CXCR4 Reveals T140 is an Inverse Agonist and AMD3100 and ALX40-4C Are Weak Partial Agonists"J Biol. Chem.. 277・27. 24515-24521 (2002)

张W等：“赋予CXCR4组成活性的点突变表明T140是反向激动剂，AMD3100和ALX40-4C是弱部分激动剂”J Biol. 277・24521 (2002)

Tamamura H, et al.: "Synthesis and Evaluation of Pseudopeptide Analogs of a Specific CXCR4 Inhibitor, T140 : The Insertion of an (E)-Alkene Dipeptide Isostere into the βll'-Turn Moiety"Bioorg.Med.Chem.Lett.. 12・6. 923-928 (2002)

Tamamura H 等人：“特定 CXCR4 抑制剂 T140 的伪肽类似物的合成和评估：(E)-烯烃二肽等排体插入 βII-转角部分”Bioorg.Med.Chem.Lett.. 12・6。923-928（2002）

Tamamura H, et al.: "Certification of the Critical Importance of L-3-(2-Naphthyl)alanine at Position 3 of a Specific CXCR4 Inhibitor, T140, Leads to an Exploratory Performance of Its Downsizing Study"Bioorg.Med.Chem.. 10・5. 1417-1426 (2002)

Tamamura H 等人：“特定 CXCR4 抑制剂 T140 3 位 L-3-(2-萘基)丙氨酸的关键重要性的证明导致其小型化研究的探索性表现”Bioorg.Med.Chem .. 10・5. 1417-1426 (2002)