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。

Over the past few years, research on HIV cell invasion has made great progress,"CCR5, CXCR4" and "CD4" and "HIV protein gp41" have formed a 6-helical bundle structure during cell fusion." 1. The membrane fusion inhibitor 2. The development of CXCR4 fusion inhibitor 1. The synthesis of membrane fusion inhibitors based on SC34 (gp41 C-terminal helix domain selector) was studied. The structure of SC34 (EK) <50>and SC34 (EK) was analyzed by X-ray crystallization. This analysis shows that the complex has been formed into a 6-helical bundle structure with multiple Glu and Lys residues. SC34(EK) is composed of two Glu-Glu-X-Lys-Lys molecules and five molecules containing Glu-Glu-X-Lys-Lys molecules. The anti-HIV activity of SC35 (EK) was lower than that of SC34 (EK)(EC_<50>=0.39nM), and the stability of 6 helical bundle structure was higher. The SC34(EK) inducer has the ability to resist C34. 2. T140 is the base of CXCR4 gene. It was discovered several years ago that T140 gene can specifically target the cellular invasion of HIV-1(X4-HIV-1). This year, the serum and the T140 inducer were found in the treatment of the disease. CXCR4 is highly active and has been modified by N-terminal modification. FC131, a compound with high activity comparable to T140, was found in the structure of T140 and its pharmacophore Arg^2, Na1^3, Tyr^5, Arg ^<14>. The compound has a molecular weight of about 700 and a low molecular weight of CXCR4.

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)