創薬を指向したペプチドの動態制御：リアルタイムNMRによる膜透過とアミロイド形成

用于药物发现的肽动力学控制：通过实时 NMR 进行膜渗透和淀粉样蛋白形成

• 批准号: 22K05043
• 负责人: 岡村 恵美子
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Himeji Dokkyo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05043/
• 关键词: 超精密計測; 生物物理; リアルタイム解析; NMR; アミロイド形成; 細胞輸送; 膜透過

1. アミロイド形成初期過程のNMR計測我々はすでに、アミロイドβ (Aβ)フラグメントにフッ素化アミノ酸を導入してペプチドの特定部位を選択的にラベルし、19F NMRを用いて、ペプチド・タンパク質の部位による会合・凝集挙動の相違をリアルタイムで解析可能であることを見出した。この成果を活用して、令和４年度は、Aβと同様に凝集・線維化を引き起こし、パーキンソン病の発症に関係すると言われるタンパク質・αシヌクレイン71-82フラグメントを用いて、19F NMRで繊維化の引き金となる初期凝集過程の計測および部位による凝集挙動の相違を解析した。特に、αシヌクレイン71-82フラグメント中に4箇所存在するバリン残基に注目した。その結果、線維化に最も密接に関与すると予想されるバリン77残基をフッ素化アミノ酸で置換すると、 初期凝集が著しく抑えられること、C末端のバリン82残基においても、置換により凝集がやや抑えられること、一方で、N末端のバリン71残基では、置換による凝集の抑制が比較的少ないことが明らかとなった。バリン77の置換体が創薬への有効な手掛かりになると期待される。2. In-cell NMRによる膜透過すでに我々はペプチドの細胞内輸送のリアルタイム計測を行い、アルギニン、リジンを含む塩基性ペプチドに疎水性のアミノ酸残基を導入すると、19F NMRシグナル強度の減少が観測され、細胞への取り込みが促進されることを見出した。しかしながら、疎水性アミノ酸の導入により細胞毒性が増大することも明らかとなった。このため、本年度は、良好な細胞膜透過性を有し、かつ、毒性の低いペプチド配列の設計をめざして検討を開始した。その結果、細胞毒性を小さくするためのアミノ酸配列を見出した。今後、さらに膜透過性の向上を目指した配列の設計を行う予定である。

1. ア ミ ロ イ ド formation in the early の NMR measuring I 々 は す で に, ア ミ ロ イ ド beta (A beta) フ ラ グ メ ン ト に フ ッ element change ア ミ ノ acid を import し て ペ プ チ ド を の particular part of sentaku に ラ ベ ル し, 19 f NMR を with い て, ペ プ チ ド · タ ン パ ク qualitative の parts に よ る rendezvous, agglutination 挙 dynamic の conceives を リ ア ル タ イ ム で parsing may で あ る こ と を shows し た. こ の results を use し て, and 4 annual は, with others in A beta と に agglutination, line dimensions を lead き up こ し, パ ー キ ン ソ ン disease の 発 disease に masato is す る と said わ れ る タ ン パ ク qualitative, alpha シ ヌ ク レ イ ン 71-82 フ ラ グ メ ン ト を with い て, 19 f NMRで繊 the initial agglomeration process of the <s:1> induced <s:1> gold となる by maintenance <s:1> the measured および part による the agglomeration 挙 is inconsistent with を the analysis た. に, alpha シ ヌ ク レ イ ン 71-82 フ ラ グ メ ン ト に in four existing す る バ リ ン residues に attention し た. そ の results, line d に most も contact に masato and す る と to think さ れ る バ リ ン 77 residues を フ ッ element change ア ミ ノ acid で す replacement る と, Early agglutination が the し く え suppression ら れ る こ と, C terminal の バ リ ン 82 residues に お い て も, replacement に よ り agglutination が や や え suppression ら れ る こ と, one party で, N end の バ リ ン 71 residues で は, replacement に よ る agglutination の inhibiting が comparison less な い こ と が Ming ら か と な っ た. Youdaoplaceholder0 が 77 <s:1> replaceable が creative drug へ <s:1> effective な pendant バリ になると expectant される. 2. - cell In NMR に よ る membrane through す で に I 々 は ペ プ チ ド の intracellular delivery の リ ア ル タ イ ム measuring を い, ア ル ギ ニ ン, リ ジ ン を containing む salt basic ペ プ チ ド に 疎 water-based の ア ミ ノ acid residues を import す る と, 19 f The intensity of NMRシグナ た is reduced by が観 and され is measured. The へ and <s:1> of cells are taken. Youdaoplaceholder4 promotes される される and とを and た is found to be た. し か し な が ら, water-based 疎 ア ミ ノ acid の import に よ り cytotoxicity が raised large す る こ と も Ming ら か と な っ た. こ の た め, this year's は, good な cell membrane permeability を し, か つ, low toxicity の い ペ プ チ ド match column の design を め ざ し て を 検 please start し た. Youdaoplaceholder0 そ results, low cytotoxicity を さくするため ア ア ノ ノ acid composition を showed that た た. In the future, the permeability of the さらに membrane <s:1> will be determined upward to the を target, and <s:1> design を rows う will be assigned to である.

项目成果

細胞膜透過機構の解明を目指した実験と溶液理論の接点の一例

旨在阐明细胞膜渗透机制和溶液理论的实验交叉示例

• 发表时间: 2022
• 作者: ◯原野雄一;安岐健三;岡村恵美子
• 通讯作者: 岡村恵美子

両親媒性ペプチド・ペネトラチンとその置換体の細胞への取り込み ：In-cell NMRによる検討

两亲肽渗透蛋白及其替代产物的细胞摄取：细胞内 NMR 研究

• 发表时间: 2022
• 作者: ◯岡村恵美子;安岐健三
• 通讯作者: 安岐健三

Real-time 19F NMR of peptides in solution ~ Preaggregation of amyloid-β and α-synuclein, and cell entry of membrane-permeable peptides ~

溶液中肽的实时 19F NMR ~ 淀粉样蛋白-β 和 α-突触核蛋白的预聚集，以及膜渗透肽的细胞进入 ~

• 发表时间: 2022
• 作者: Matsuura Hitomi;Kawakami Ryosuke;Isoe Maki;Hoshihara Masaharu;Minami Yuya;Yatsuzuka Kazuki;Tsuda Teruko;Murakami Masamoto;Suzuki Yasutaka;Kawamata Jun;Imamura Takeshi;Hadano Shingo;Watanabe Shigeru;Niko Yosuke;Emiko Okamura
• 通讯作者: Emiko Okamura

姫路獨協大学薬学部 生物物理化学研究室 研究内容

姬路独协大学药学部生物物理化学实验室研究内容