新規アロステリック薬発見を目指したガン糖代謝関連タンパク質の動的分子構造解析

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本計画の最終的な目標は新たなガン治療薬の創出であり、その阻害標的としてEctonucleoside Triphosphate Diphosphohydrolase 5 （ENTPD5）に着目した。ENTPD5は小胞体内への糖の取込みとその糖鎖による成長因子受容体の品質管理に関わるタンパク質である。ガンではENTPD5の発現が亢進しているため、その阻害によって受容体産生、ひいてはガンを抑制できると考えた。ENTPD5は正常細胞でも働いているため、ガンによる亢進分だけ細胞増殖活性を弱める必要がある。そこで、活性部位以外に結合し標的の活性を変化させるアロステリック分子の合理的発見を目指す。酵素は開構造と閉構造といった複数構造間の動的平衡にあり、活性はその平衡に依存する。その動的平衡に関わる残基を同定し、それらに結合することで動的平衡を変化させ、酵素活性を操作する物質を創出することを目指す。開始当初、期間前半（2022～2023年度）では(i)条件変化によりENTPD5がとる各状態の存在比を変化させ、各残基の運動性と構造変化をNMRで検出する、(ii) 報告されているガン関連スプライシングバリアントによる活性変化を調べる、という実験を行い、有意な変化を示した残基を連動変化残基群と同定し、アロステリック機構のメカニズムの考察を目指した。2022年度は、酵母発現系による標的タンパク質ENTPD5の試料調製法の確立と、得られた試料の活性測定法の確立まで達成した。特にENTPD5は糖タンパク質だが、確立した酵母発現系と精製方法によって特定の糖鎖修飾体のみを得られるようになった。現在は活性の条件依存性、NMR測定用の同位体標識体調製法、計算に基づいた分子運動の予測と連動変化残基群、阻害分子探索法の検討を進めている。