アスパラギン酸プロテアーゼ活性中心をターゲットとしてデザインされた阻害剤の開発

开发针对天冬氨酸蛋白酶活性中心的抑制剂

• 批准号: 11144240
• 负责人: 木曽 良明
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: Kyoto Pharmaceutical University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11144240/
• 关键词: アスパラギン酸プロテアーゼ; HIVプロテアーゼ阻害剤; ペプチドミメティック; 抗ウイルス薬; ドラッグデザイン; 酵素活性中心; ペプチド合成; 酵素・阻害剤複合体

我々は,酵素分子活性中心の基質遷移状態のコンフォメーションを固定したミミックをデザインするという新しい論理的な方法を用いてキノスタチン(KNI)-272をはじめとする高活性高選択性阻害剤を合成することに成功した.この有用な方法を,細胞内およびウイルスプロテアーゼ阻害剤のデザインに応用し,基質遷移状態誘導体と酵素の相互作用の解析から阻害剤を分子設計し,それに基づいてペプチドミミックを合成し,メカニズムの明確なプロテアーゼ阻害剤開発の一般的論法を確立することを本研究の目的とした.また本研究によってカテプシンDなどの細胞内ならびにウイルスプロテアーゼの蛋白分解反応の分子機構を解明をめざした.HIVプロテアーゼとその誘導体として,チオエーテル置換誘導体,ジスルフィド結合架橋により共有結合したダイマー酵素も合成した.阻害剤は遷移状態誘導体の概念に基づいてプロテアーゼに特徴的な基質の切断部位Phe-ProおよびLeu-Val(P1-P1')のアミド結合をイソステリックな還元型[CH_2-NH],ヒドロキシエチレン型[CHOH-CH_2]等に変換し,各基質遷移状態誘導体に合成した.また,阻害剤の低分子化も試みてジペプチド阻害剤も合成した.酵素・阻害剤複合体を形成させてNMR解析を行った結果,活性中心のアスパラギン酸(Asp25とAsp125)のイオン化状態が,結合しているプロテアーゼ阻害剤のタイプにより異なり,従来同一の作用機構を有すると考えられていた活性中心標的型プロテアーゼ阻害剤がそれぞれ異なるメカニズムにより酵素阻害作用を発現することを明らかにした.また,トリペプチドHIVプロテアーゼ阻害剤KNI-529が,HIVプロテアーゼとの複合体中で,解離することなしに配向を反転させているという興味ある結果も得られた.

We have successfully synthesized a new method for the synthesis of high activity and high selectivity inhibitors by using the enzyme molecular active center matrix migration state (KNI)-272. This useful method is used to analyze the interaction between matrix migration state inducer and enzyme, molecular design of inhibitor, synthesis of inhibitor, and establishment of a general theory for the development of inhibitor. In this study, the molecular mechanism of proteolysis in HIV was elucidated. In the basic concept of migration state inducer, the characteristic matrix cleavage sites Phe-Pro and Leu-Val(P1-P1') are combined into different types of matrix transition state inducer, such as CH_2-NH and CHOH-CH_2. In addition, low molecular weight of the inhibitor was synthesized. Enzyme inhibition complex formation and NMR analysis results, active center and free radical acid (Asp25 and Asp125) are in a state of transition, and the binding mechanism of the enzyme inhibitor is different. KNI-529, a new HIV inhibitor, was found in the complex, which was dissociated from the target protein and aligned with the target protein.

项目成果

Yoshio Hayashi: "Structure-activity relationship studies of chloromethyl ketone derivatives for selective human chymase inhibitors."Bioorg.Med.Chem.Lett.. 10・3. 199-201 (2000)

Yoshio Hayashi：“用于选择性人食糜酶抑制剂的氯甲基酮衍生物的结构-活性关系研究”。Bioorg.Med.Chem.Lett.10・3（2000）。

Yoshiaki Kiso: "Design of small peptidomimetic HIV-1 protease inhibitors and prodrug forms"Letters in Peptide Science. 6・5. 275-281 (1999)

Yoshiaki Kiso：“小肽模拟 HIV-1 蛋白酶抑制剂和前药形式的设计”《肽科学快报》6·5（1999）。

Estuko Kato: "Determination of the Rats of Monomer Interchange in a Ligand-Bound Homodimeric Protein for NOESY Cross Peaks:Application to the HIV Protease/KIN-529 Complex"J.Amer.Chem.Soc.. 121・11. 2607-2608 (1999)

Estuko Kato：“测定大鼠配体结合同源二聚体蛋白中 NOESY 交叉峰的单体交换：在 HIV 蛋白酶/KIN-529 复合物中的应用”J.Amer.Chem.Soc. 121・11。 (1999)