創薬研究のための昆虫抽出液バイオリアクターを用いた新規ペプチド合成システムの開発

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感染症等の治療薬開発に向けてペプチド創薬研究が活発化している。しかし、研究に用いる高分子量のペプチド合成において、固相合成等化学的方法では迅速化やスケールアップが難しく、組換え大腸菌ではジスルフィド結合が形成できない等の不具合があり、研究推進の障壁となっている。そのため、本研究では、我々が発案・実用化した昆虫無細胞タンパク質合成系を基盤とし、昆虫抽出液をバイオリアクターとして用いた新規ペプチド合成システムを開発し、「ペプチド創薬研究に活用できる技術」に創りあげることを目的とする。初年度となる２０２２年度では、低分子タンパク質に相当するいずれも抗菌性を有する170アミノ酸残基のHuman cathelicidin(LL-37, 19 kDa)、 94アミノ酸残基のHuman defensin 5(α-Defensin-5, 10kDa) を用いて合成系および評価系の構築を行った。C末端にStrep-tagⅡ配列を導入したLL-37、およびα-Defensin-5発現プラスミドを鋳型として、mRNA合成キットを用いてmRNAを合成した。合成したmRNAにカイコ後部絹糸腺抽出液、リアクションバッファを加えて、２５℃、５時間、合成を行った。その後、反応液を用いてウエスタンブロット解析を行った。その結果、LL-37およびα-Defensin-5は、どちらも想定される分子量の２１kＤaおよび１２kDa付近(遺伝子+スペーサー+Strep tag IIのため)に特異的なバンドとして検出することができた。これにより、本年度の目標を達成することができた。２０２３度以降は、構築した評価系と分子量の異なる低分子タンパク質およびペプチド５種程度を用い、合成条件等を最適化することで、100 μg/ml 以上の効率で機能性を有するペプチドの合成を実現する。