ヘリカルペプチドを実用的なタンパク間相互作用阻害薬へと押し上げる方法論の開拓

我々の研究室では、抗アポトーシスタンパク Bcl-XL の機能を阻害する架橋ヘリカルペプチドの開発に成功している。このペプチドはその架橋部位の存在に基づく高いエンドプロテアーゼ耐性を示すが、エキソプロテアーゼに対しては無防備であることが予想される。そこで今回、ペプチド末端へ非天然アミノ酸を導入し、そのエキソプロテアーゼ耐性を向上させることにした。非天然部位としては、D－アミノ酸を用いることにした。D－アミノ酸は、L－アミノ酸と同様に固相合成法で簡便に導入できるため、実験結果に応じて、導入する残基の種類や数を自在に調整することができる利点を持つ。本研究では、最も単純な D－アミノ酸である D-Ala を C 末端に1-5 残基導入したペプチドを合成し、評価を行った。D-Ala を残基導入したペプチドは元のペプチドと同等のヘリックス含有率および標的タンパクへの結合能を示した。次に、カルボキシペプチダーゼに対する耐性を評価したところ、D-Ala を導入したペプチドは元のペプチドの 8 倍程度高い耐性を示した。これらのペプチドを添加した液体培地でHCT-116 細胞を 48 時間培養したところ、D-Ala を 4 残基導入したぺプチドが最も高いアポトーシス誘導能を示し、D-Ala を導入することでペプチドの生物活性が向上することが分かった。また、各ペプチドのアミノ末端を蛍光分子でラベル化し、ペプチドの細胞内挙動を解析した。各蛍光ペプチドを添加した液体培地で HCT-116 細胞を 48 時間培養した後、蛍光顕微鏡で観測したところ、ペプチドは細胞内で蛍光のドットとして観測されることが分かった。また、このドットの数は、D-Ala 導入数の多いペプチドほど多く観測されることが分かった。

我々の研究室では、抗アポトーシスタンパク Bcl-XL の機能を阻害する架橋ヘリカルペプチドの開発に成功している。このペプチドはその架橋部位の存在に基づく高いエンドプロテアーゼ耐性を示すが、エキソプロテアーゼに対しては無防備であることが予想される。そこで今回、ペプチド末端へ非天然アミノ酸を導入し、そのエキソプロテアーゼ耐性を向上させることにした。非天然部位としては、D－アミノ酸を用いることにした。D－アミノ酸は、L－アミノ酸と同様に固相合成法で簡便に導入できるため、実験結果に応じて、導入する残基の種類や数を自在に調整することができる利点を持つ。本研究では、最も単純な D－アミノ酸である D-Ala を C 末端に1-5 残基導入したペプチドを合成し、評価を行った。D-Ala を残基導入したペプチドは元のペプチドと同等のヘリックス含有率および標的タンパクへの結合能を示した。次に、カルボキシペプチダーゼに対する耐性を評価したところ、D-Ala を導入したペプチドは元のペプチドの 8 倍程度高い耐性を示した。これらのペプチドを添加した液体培地でHCT-116 細胞を 48 時間培養したところ、D-Ala を 4 残基導入したぺプチドが最も高いアポトーシス誘導能を示し、D-Ala を導入することでペプチドの生物活性が向上することが分かった。また、各ペプチドのアミノ末端を蛍光分子でラベル化し、ペプチドの細胞内挙動を解析した。各蛍光ペプチドを添加した液体培地で HCT-116 細胞を 48 時間培養した後、蛍光顕微鏡で観測したところ、ペプチドは細胞内で蛍光のドットとして観測されることが分かった。また、このドットの数は、D-Ala 導入数の多いペプチドほど多く観測されることが分かった。