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特殊環状ペプチドを用いた新規アミロイド線維形成阻害剤の開発

利用特殊环肽开发新型淀粉样原纤维形成抑制剂

基本信息

批准号：
18J00698
负责人：
池之上達哉
金额：
$ 2.33万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度までの研究ではパーキンソン病の原因タンパク質であるα-synucleinを対象にRaPIDシステムによる特殊ペプチド薬剤の探索を行った。その結果、D体のアミノ酸を用いたライブラリーで、天然変性タンパク質であるα-synucleinと結合する特殊環状ペプチドが単離された。単離されたペプチドはin vitroで濃度依存的にアミロイド線維形成に影響を与え、線維の核形成及び伸長反応の双方を劇的に遅延させることを確認した。さらに溶解度を改良したペプチドを作成することにより、NMR（核磁気共鳴）をはじめとする分光分析や熱量測定による正確な相互作用解析などを可能にした。NMRによる常磁性緩和測定により溶解度改良ペプチド単量体とα-synuclein単量体の間で強い結合は形成されていないことが示唆された。一方で電子スピン共鳴の測定によりペプチド単量体がα-synuclein線維とは相互作用していることが明らかになり、等温滴定型熱量計測定によりμMオーダーのKd値で結合していることがわかった。本年度ではさらに透過型電子顕微鏡を用いて金ナノ粒子を付加したペプチドが線維表面に局在化していることを示した。また、線維形成の速度論的解析と原子間力顕微鏡による線維形態の観察により、速度論的な阻害効果が0.5当量で飽和し、それ以上のペプチド濃度ではα-synucleinを不定形凝集へと変化させる熱力学的な阻害を引き起こすことが明らかになった。以上の解析によりペプチドはα-synucleinの線維形成初期段階のアミロイド線維末端に対して特異的に結合し、続く線維伸長反応を阻害するメカニズムを明らかにした。最後にヒトの神経細胞を用いた実験系により、細胞内に導入したペプチドが効果的にα-synucleinの線維形成を阻害することを示し、薬剤としての期待の高さを示した。

The research of the past year has explored the cause of the disease, the quality of the α-synuclein, the special selection agent of the RaPID system. As a result, the D body has a special ring structure, such as α-synuclein, which is used in the natural environment. The effect of concentration dependence on the formation of linear dimension on the nuclear formation and elongation of linear dimension was confirmed. The solubility is improved by NMR spectroscopy. NMR is a method for determining the solubility of a single substance and an α-synuclein single substance. The measurement of electron resonance in one direction is based on α-synuclein linear interaction, and the measurement of Kd in isothermal titration calorimeter is based on μM interaction. This year, the transmission electron microscope has been used to increase the number of particles in the linear surface. Velocity-theoretical analysis of linear dimension formation, observation of linear dimension morphology by interatomic force microscopy, velocity-theoretical resistance effect up to 0.5 equivalent saturation, concentration of α-synuclein, amorphous aggregation, and thermodynamic resistance effect. The above analysis shows that the initial stage of α-synuclein linear dimension formation is characterized by specific binding and resistance to linear dimension elongation. Finally, the high expectations of the system, the intracellular introduction of α-synuclein, and the inhibition of its linear formation were demonstrated.