進化分子工学を基盤とした生体機能分子の設計と合成

基于进化分子工程的生物功能分子设计与合成

• 批准号: 17035072
• 负责人: 藤井 郁雄
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Osaka Prefecture 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: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17035072/
• 关键词: 進化分子工学; 生体機能分子; リガンド設計; 有機合成; 低分子化合物

本研究では,「進化分子工学」と「有機合成化学」とを融合させ,新しい「生体機能分子」の分子設計手法を開発する。すなわち,安定な立体構造(α-ヘリックスなど)を持つペプチドから構成される独自ファージ・ライブラリーを構築し,標的タンパク質(サイトカイ受容体など)に結合するペプチドを検索する.このライブラリーから得られる受容体結合性ペプチドは強固な立体構造を持つので,活性アミノ酸残基の3次元構造情報が容易に入手することができ,この情報をもとに低分子の「生体機能分子」の設計を行う。1.ファージ・ライブラリーのスクリーニング:ヘリックス・ループ・ヘリックス構造ペプチドからなるファージ・ライブラリーを顆粒球コロニー刺激因子(G-CSF)受容体に対してスクリーニングし,受容体結合性のファージ粒子を単離したのち,ペプチドのアミノ酸配列を決定した。2.活性残基の立体構造:ペプチドのアラニン・スキャンニングを行い,受容体結合に関与する活性残基の同定を検討したところ,Leu28,Lys29,Glu32が結合の関与していることが判明した。さらに,Leu3およびLeu28を15Nラベルし,受容体存在下,核磁気共鳴(HSQC)スペクトルを測定したところ,C端ヘリックス外側が受容体と相互作用していることが判明した。3.非ペプチド性テンプレート分子の検索:以上の事実から,受容体結合における,活性残基の立体構造情報が得られた。そこで,この情報をもとに低分子化合物データベースをバーチャルスクリーニングしたところ,テンプレート分子が検索された。4.受容体結合性低分子化合物の合成:テンプレート分子の適切な位置に,活性残基の側鎖に対応する官能基を移植し,非ペプチド性低分子を合成した。

This study is a fusion of evolutionary molecular engineering and organic synthetic chemistry, and a new approach to molecular design of biological functional molecules is developed. The structure of a stable three-dimensional structure (α-dimensional structure) can be selected from the group consisting of a single structure, a target structure, and a combination of a three-dimensional structure (α-dimensional structure). This information is easy to obtain and design for the "biofunctional molecules" of low molecular weight molecules. 1. The classification of granulocyte stimulating factor (G-CSF) receptor is based on the classification of receptor binding proteins, and the determination of the acid sequence of receptor binding proteins. 2. The stereostructure of the active residues was discussed, and the association between Leu28,Lys29 and Glu32 was identified. In addition,Leu3 and Leu28 were determined by nuclear magnetic resonance (HSQC) in the presence of the receptor, and the interaction between the receptor and the C-terminal was identified. 3. Non-selective molecular search: In the case of receptor binding, the stereostructural information of the active residue is obtained. The low molecular weight compound is a kind of chemical compound. 4. The synthesis of receptor-binding low molecular weight compounds: the proper position of the active residue, the grafting of the functional group, the synthesis of non-binding low molecular weight compounds

项目成果

Directed Evolution of Peptide Ligands for G-CSF Receptor : A Correlation between α - Helix Stability and Binding Affinity.

G-CSF 受体肽配体的定向进化：α-螺旋稳定性与结合亲和力之间的相关性。

• 发表时间: 2005
• 期刊: Peptide Science 2005
• 作者: Ikuo Fujii;Akiko Matsui;Takashi Kodama;Takeshi Tsumuraya;Mitsumori Kirihata
• 通讯作者: Mitsumori Kirihata

A Free Energy Calculation Study of the Effect of H→F Substitution on Binding Affinity in Ligand-Antibody Interactions

H→F 取代对配体-抗体相互作用中结合亲和力影响的自由能计算研究

• 发表时间: 2005
• 期刊: J.Comput.Chem. 26
• 作者: Minoru Saito;Isao Okazaki;Masayuki Oda;Ikuo Fujii
• 通讯作者: Ikuo Fujii

Directed Mutagenesis Study of the Antibody 2D7 which Catalyzes a Reaction for Insersion of Cu2^+ into Mesoporphyrin.

抗体 2D7 的定向诱变研究，该抗体催化 Cu2+ 插入中卟啉的反应。

• 发表时间: 2005
• 期刊: Journal of Bioscience, Bioengineering 99
• 作者: Naoki Hosomi;Yasuko Kawamura-Konishi;Ryota Kawano;Ikuo Fujii;Haruo Suzuki
• 通讯作者: Haruo Suzuki

Backbone resonance assignments for the Fv fragment of catalytic antibody 6D9 complexed with a transition state analogue

与过渡态类似物复合的催化抗体 6D9 的 Fv 片段的主链共振分配

• 发表时间: 2005
• 期刊: Journal of Biomolecular NMR 33
• 作者: Mugishima;M.Tsuda;M.et al.;M.Kitajima;S.Horie;H.Takayama;K.Matsumoto;K.Matsumoto;Masayoshi Sakakura;Masayoshi Sakakura
• 通讯作者: Masayoshi Sakakura