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

基本信息

批准号：
13226055
负责人：
玉村啓和
金额：
--
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 (C)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

HIVの外被蛋白質gp41には膜融合成立に必須な2ヶ所のα-helix部位を含む。すなわち、gp41の細胞外ドメイン中、そのN端側(N-region)およびC端側(C-region)に存在する2つの領域である。膜融合時には、N-regionはtriple helixを形成し、引き続きC-regionがhelixを形成してN-regionのtriple helixを取り囲み、アンチパラレルな6-helical bundle構造が形成され、その結果、ウイルス側と標的細胞側の膜が近付き、膜融合が成立するものと推定されている。従って、この6-helical bundle構造形成阻害剤創製のため、我々は、C-regionの34残基のペプチド(C34)を基盤とし、C34ペプチドの臨床応用を妨げていると考えられる難溶性を克服し、かつその抗HIV活性を向上させたペプチド(Soluble C34;SC34)のde novoデザイン、合成を行った。C34は、N-region由来のN36ペプチドと相互作用し、前述の6-helical bundle構造を取ることがX線結晶解析より明らかにされている。そこで、C34とN36の相互作用様式を参考に以下のコンセプトによるSC34のデザインを行った。(1)C34のN36との相互作用部位は既存の配列とする。(2)6-helical bundle構造の外側に位置する溶媒接触領域(b, f, c, g位)には側鎖間salt bridge形成によるα-helicity及び水溶性の向上を目的に、i-i+4位にGlu及びLys置換を導入する。以上のコンセプトに基づき合成したSC34は、C34に較べ大幅な水溶性の向上が見られ、さらにその抗HIV活性を測定したところ現在phaseIII臨床試験中であるC-peptideの1つT-20の約10倍、C34とほぼ同等の活性を示すことが明かとなった(IC_<50>=1.0nM)。また、SC34は、T-20耐性HIV株にも有効であった。これらの結果より、我々のデザインコンセプトは、HIV-cell fusion inhibitorの開発に有用なものであると判断した。

HIV的外层蛋白GP41包含两个对于膜融合合成必不可少的α-螺旋位点。也就是说，它们是N端（N-区域）和C端（C-Region）的GP41细胞外域中的两个区域。在膜融合过程中，N区形成三重螺旋，C区形成螺旋螺旋，围绕N区的三重螺旋形成，形成了一个反平行的6螺旋束结构，从而导致病毒侧和靶细胞侧的膜，并确定该膜融合已建立。因此，为了创建这种6个螺旋结构的形成抑制剂，我们基于C-Region的34个残留肽（C34）设计和合成了肽（可溶的C34; SC34），该肽（C34）克服了不良的溶解性，该肽被认为可以阻碍C34 Peptides的临床应用，并改善了其Anti-Hiv的临床应用。 X射线晶体学表明，C34与源自N区域的N36肽相互作用，并采用上述6螺旋束结构。因此，考虑到C34和N36的相互作用模式，我们根据以下概念设计了SC34。（1）C34与N36的相互作用位置应为现有序列。（2）位于溶剂接触区域的I-I+4位置（位置B，F，C，G）在6螺旋束结构外引入GLU和LYS取代，以通过形成侧面链链盐盐桥来提高α-螺旋和水溶性。基于上述概念合成的SC34与C34相比显示出水溶性的显着提高，并且当测量其抗HIV活性时，据显示，它显示出目前正在进行III期临床试验的C肽T-20的活性约10倍（IC_ <50> 1.0nm）。 SC34在T-20抗HIV菌株中也有效。基于这些结果，我们确定我们的设计概念对于开发HIV细胞融合抑制剂很有用。