低分子マイクロアレイを用いた蛋白質機能モジュレーターの探索と創成

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微生物化学研究会(微化研)との共同研究として、微化研が所有する約2,000種の小分子を固定化した小分子アレイ(微化研ライブラリーアレイ)を作成した。微化研の小分子ライブラリーには、50種類以上のブレオマイシン(BLM)類縁体が含まれていることを利用して、放線菌Streptoalloteichus hindustanus由来のBLM結合蛋白質であるShBleとBLMとの構造-結合活性相関を微化研ライブラリーアレイを用いて解析した。モデル動物を用いた実験から、ShBleはBLMが抗がん剤として投与された時の副作用である肺線維症を軽減する作用を持つことが明らかにされているため、ShBleとBLM類との相互作用を十分理解することは低毒性かつ薬効の高い新たなBLM類縁体の創成に役立つと考えられた。微化研ライブラリーアレイとShBle-RFPを用いた結合実験の結果、ShBleとBLMとの結合にはBLM構造中のビスチアゾール部分が必須であるが、グルオースとマンノースからなる2糖部分は必須ではないこと、また、BLM中のピリミジルプロピオンアミドのアミド部分や、ビスチアゾールから伸びた長鎖ポリアミン部分がShBleとの結合を補強していることも強く示唆された。これらの結果はITC(等温滴定カロリメトリー)を用いた熱力学的パラメータ測定や、共同研究で得られた共結晶構造からも支持された。特にこれらの構造の重要性を定量的に論じることは単独の結晶構造やNMR解析からでは難しいため、改めて小分子アレイプラットフォームを起点とした構造-結合活性相間の有用性を示す結果が得られた。