プロリル－４－ヒドロキシダーゼをアイソフォーム選択的に阻害する大環状化合物の発見

ヘテロ２両体であるHIF（hypoxia inducible transcription factor）は、動物内の酸素ホメオスタシスを制御する中心的な役割を果たしている。ヒトでは、HIFの活性の制御はHIFαサブユニットに存在する２つのプロリン残基（P402 and P564）とアスパラギン残基（N803）がPHD（prolyl hydroxylase domain enzymes）およびFIH（factor inhibiting hypoxia inducible factor）と呼ばれる酵素群による水酸化反応によって制御されている。これらの酵素はいずれも2-oxoglutarate (2OG) dependent oxygenasesのスーパーファミリーに属する酵素である。本研究計画では、菅研究室が開発したRaPIDシステムを駆使して、これまでとは異なる作用機序をもつ化合物、すなわち2OGサイトに結合する化合物でなく、基質結合部位に作用し且つisoform選択性をもつ特殊環状ペプチドを発見することに挑んだ。本研究計画の最も特徴的な部分は、通常のランダム配列の環状ペプチドライブラリーを作製しPHDに結合する活性種を濃縮するだけでなく、それに並行してPHDの活性部位に存在する鉄イオンに結合することを想定したwarheadを含む人工アミノ酸を合成しペプチドライブラリー鎖に導入したことである。このwarheadアミノ酸は、α-aminosuberic hydroxamic acid（Ahx）を用いた。Ahx残基をランダム配列の中央位置に配置させた特殊環状ペプチドライブラリーを調製した。このライブラリーをmRNA上にdisplayし、PHDに対してセレクションを行った。また、並行して通常のランダム配列を有した特殊環状ペプチドライブラリーも用いてPHDに対するセレクションを行った。その結果、両方のライブラリーから、活性種の濃縮に成功し、現在その解析を進めているところである。

ヘテロ２両体であるHIF（hypoxia inducible transcription factor）は、動物内の酸素ホメオスタシスを制御する中心的な役割を果たしている。ヒトでは、HIFの活性の制御はHIFαサブユニットに存在する２つのプロリン残基（P402 and P564）とアスパラギン残基（N803）がPHD（prolyl hydroxylase domain enzymes）およびFIH（factor inhibiting hypoxia inducible factor）と呼ばれる酵素群による水酸化反応によって制御されている。これらの酵素はいずれも2-oxoglutarate (2OG) dependent oxygenasesのスーパーファミリーに属する酵素である。本研究計画では、菅研究室が開発したRaPIDシステムを駆使して、これまでとは異なる作用機序をもつ化合物、すなわち2OGサイトに結合する化合物でなく、基質結合部位に作用し且つisoform選択性をもつ特殊環状ペプチドを発見することに挑んだ。本研究計画の最も特徴的な部分は、通常のランダム配列の環状ペプチドライブラリーを作製しPHDに結合する活性種を濃縮するだけでなく、それに並行してPHDの活性部位に存在する鉄イオンに結合することを想定したwarheadを含む人工アミノ酸を合成しペプチドライブラリー鎖に導入したことである。このwarheadアミノ酸は、α-aminosuberic hydroxamic acid（Ahx）を用いた。Ahx残基をランダム配列の中央位置に配置させた特殊環状ペプチドライブラリーを調製した。このライブラリーをmRNA上にdisplayし、PHDに対してセレクションを行った。また、並行して通常のランダム配列を有した特殊環状ペプチドライブラリーも用いてPHDに対するセレクションを行った。その結果、両方のライブラリーから、活性種の濃縮に成功し、現在その解析を進めているところである。