Drug Derivery to Cancer Cells Utilizing Active Trasport of Diphtheria Toxin Protein

利用白喉毒素蛋白的主动运输将药物输送至癌细胞

• 批准号: 17K14520
• 负责人: 服部 良一
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Tokushima Bunri University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-01 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17K14520/
• 关键词: 生体分子化学; タンパク質工学; ドラッグデリバリー; ケミカルバイオロジー; NMR; 生体機能化学; 物理系薬学

近年、細胞内因子を標的とした薬剤開発の重要性が高まっている。しかしタンパク質や核酸など高極性の分子は、細胞膜透過性が低く、細胞内への送達がボトルネックとなる。本研究では細胞内送達のツールとして、細菌外毒素であるジフテリア毒素に着目した。ジフテリア毒素はA-B型毒素としてしられ、Bフラグメント中のドメインと受容体の結合を介したエンドサイトーシスにより、細胞内に侵入する。その後、酵素活性を有するAフラグメントがエンドソームから細胞質に移行し、細胞毒性を示す。本研究では、ジフテリア毒素の無毒変異体CRM197を用いる、または酵素活性部位を遺伝子的に除去することによって無毒化する。そして、これらと化学的に連結した化合物、あるいは遺伝子的に融合したタンパク質の細胞内送達および細胞質移行技術を開発する。CRM197について、ヨードアセトアミド基を介したAフラグメントにあるHis21への部位選択的な化学修飾反応により、蛍光分子フルオレセインを連結させた。この修飾体と培養細胞を処理すると、処理量に依存した細胞内送達、およびAフラグメントの細胞質への移行が観察された。つぎに、ジフテリア毒素の酵素活性部位の遺伝子をGFP遺伝子に置換したプラスミドを構築し、大腸菌組換え発現で融合タンパク質を調製した。培養細胞に処理した結果、GFPが細胞質に移行した状態で観察された。すなわち、ジフテリア毒素へ部位選択的に係留した低分子化合物ならびに遺伝子的に融合したタンパク質の細胞内送達および細胞質移行に成功した。

In recent years, the development of intracellular factor targets has become increasingly important. High molecular polarity, low cell membrane permeability, and intracellular delivery In this study, the intracellular delivery of bacterial exotoxins was investigated. Toxins are type A-B toxins, which invade cells through the interaction between receptors and receptors in the B receptor. After the enzyme activity, there is A change in the cytosol migration and cytotoxicity. In this study, we found that CRM197, a non-toxic toxin, was used to remove the active site of the enzyme. The development of intracellular delivery and cytoplasmic transfer techniques for the fusion of chemical and biological components CRM197 is a chemical modification of the selected sites of CRM197, A link between CRM197 and CRM197. This modification is dependent on the amount of treatment, intracellular delivery, and cytoplasmic migration observed in cultured cells. The gene of enzyme active site of toxin, GFP gene, substitution, construction, expression of Escherichia coli, fusion gene, modulation The results of cell culture and GFP cytoplasmic migration were observed. The results showed that the fusion of low molecular weight compounds and proteins into the cytoplasm and cytoplasmic migration were successful.

项目成果

N-グリコシド結合切断反応における 8-オキソグアニン DNA グリコシラーゼ 1 (OGG1) Lys249 の触媒的役割

8-氧代鸟嘌呤 DNA 糖基化酶 1 (OGG1) Lys249 在 N-糖苷键裂解反应中的催化作用

• 发表时间: 2019
• 作者: Chertkova N.;Ohfuji H.;Nomura R.;Irifune T.;◯服部良一，竹原正也，小原一朗，蛭子翔太，後藤真希，山根滉生，中島勝幸，山口健太郎，永浜政博，田中好幸;◯福田万里子，眞野遥佳，市原尚弥，岡田卓也，海野昌喜，Vladimir Sychrovsky，服部良一，田中好幸
• 通讯作者: ◯福田万里子，眞野遥佳，市原尚弥，岡田卓也，海野昌喜，Vladimir Sychrovsky，服部良一，田中好幸

ジフテリア毒素無毒変異体 CRM197 を用いた薬剤の細胞質送達技術の開発

利用白喉毒素无毒突变体CRM197开发细胞质药物递送技术

• 发表时间: 2019
• 作者: Chertkova N.;Ohfuji H.;Nomura R.;Irifune T.;◯服部良一，竹原正也，小原一朗，蛭子翔太，後藤真希，山根滉生，中島勝幸，山口健太郎，永浜政博，田中好幸;◯福田万里子，眞野遥佳，市原尚弥，岡田卓也，海野昌喜，Vladimir Sychrovsky，服部良一，田中好幸;◯小室智稀，服部良一，田中好幸，海野昌喜;斎藤 雄介・西浦 正芳・侯 召民;○服部良一，竹原正也，小原一朗，蛭子翔太，後藤真希，山根滉生，中島勝幸，山口健太郎，永浜政博，田中好幸
• 通讯作者: ○服部良一，竹原正也，小原一朗，蛭子翔太，後藤真希，山根滉生，中島勝幸，山口健太郎，永浜政博，田中好幸

遺伝子治療薬の構造学的分子設計

基因治疗药物的结构分子设计

• 发表时间: 2019
• 作者: Chertkova N.;Ohfuji H.;Nomura R.;Irifune T.;◯服部良一，竹原正也，小原一朗，蛭子翔太，後藤真希，山根滉生，中島勝幸，山口健太郎，永浜政博，田中好幸
• 通讯作者: ◯服部良一，竹原正也，小原一朗，蛭子翔太，後藤真希，山根滉生，中島勝幸，山口健太郎，永浜政博，田中好幸

ヒトDNA修復酵素hOGG1のX線結晶構造解析

人类DNA修复酶hOGG1的X射线晶体结构分析

• 发表时间: 2019
• 作者: Chertkova N.;Ohfuji H.;Nomura R.;Irifune T.;◯服部良一，竹原正也，小原一朗，蛭子翔太，後藤真希，山根滉生，中島勝幸，山口健太郎，永浜政博，田中好幸;◯福田万里子，眞野遥佳，市原尚弥，岡田卓也，海野昌喜，Vladimir Sychrovsky，服部良一，田中好幸;◯小室智稀，服部良一，田中好幸，海野昌喜
• 通讯作者: ◯小室智稀，服部良一，田中好幸，海野昌喜