環状ペプチドの探索法と構造・配座解析

第1部. 中分子創薬を見据えた擬天然ペプチド開発戦略

(2019年1月31日 10:00〜12:00)

　有機小分子薬剤とバイオ医薬品の両者の長所を併せ持つ次世代薬剤として、中分子医薬品開発の期待が高まっている。講演者らは、天然物を模した非タンパク質性骨格を有する人工ペプチド「擬天然ペプチド」を翻訳合成する技術を開発した。この技術を駆使することで、擬天然ペプチドの大規模ライブラリーから、高い特異性・生物活性を有する医薬品候補を迅速に発見できることも実証している。本講演では、様々な疾患原因タンパク質を阻害するペプチドの探索事例を紹介しつつ、本技術がもつポテンシャルと今後の展望について述べる。

• 中分子創薬および擬天然ペプチドに関する背景概略
• 試験管内改変翻訳系を用いた特殊環状ペプチドの生産技術
• 特殊環状ペプチドライブラリーの翻訳構築と試験管内分子選択
• 本技術を用いた生物活性擬天然ペプチドの開発事例の紹介
• 主鎖修飾構造を有するペプチドを生産する試験管内人工生合成系の構築と展望
• 質疑応答

第2部. 環状ペプチドと標的タンパク質の複合体の立体構造に基づく阻害機構

(2019年1月31日 12:45〜14:45)

　我々は、東大菅博士との共同研究により、標的タンパク質に強く結合する環状ペプチドをスクリーニングし、それらの複合体のX線結晶構造解析を行うことにより、環状ペプチドによる阻害機構を原子分解能レベルで解明してきた。本講演では、院内感染で有名なMRSAの多剤耐性の原因となる多剤排出トランスポーターとヒストンの脱アセチル化を触媒するSirtuinを例にとって、環状ペプチドにより機能阻害機構について解説する。

1. 環状ペプチドのスクリーニング
2. 多剤排出トランスポーターMATEの特異的環状ペプチドによる阻害機構
   1. MATEの結晶構造
   2. MATEのプロトン依存性薬剤排出機構
   3. MATEと特異的環状ペプチドとの複合体の結晶構造
   4. 環状ペプチドによるMATEの活性阻害機構
3. ヒストン脱アセチル化酵素Sirtuinの特異的環状ペプチドによる阻害機構
   1. SirT2の結晶構造
   2. SirT2と特異的環状ペプチドとの複合体の結晶構造
   3. 環状ペプチドによるSirT2の活性阻害機構
• 質疑応答

第3部. in silico による環状ペプチドの配座解析と分子間相互作用解析

(2019年1月31日 15:00〜17:00)

　環状ペプチドは、低分子・抗体に続く医薬品として期待されています。環状ペプチドをインシリコでデザインしその立体配座を予測することは、ペプチドの物理化学的特性の評価や標的タンパク質との相互作用解析、バーチャルスクリーニングなどの創薬プロセスの初期段階における探索や最適化研究を強力に支援します。本講座では統合計算化学システムMOEを用いた環状ペプチドにおける分子モデリング事例を中心に紹介します。

1. 環状ペプチドのモデリング
   1. 天然および特殊アミノ酸を用いた環状ペプチドモデリング
   2. ペプチドライブラリーの構築
2. 環状ペプチドの配座解析
   1. 効率的な配座解析手法の解説
   2. 環状ペプチドの配座解析
   3. モデル構造と実験構造との比較
3. 環状ペプチドの物性推算と分子間相互作用解析
   1. 環状ペプチドの物性推算
   2. 相互作用界面における特徴づけ
   3. 標的タンパク質とのドッキングシミュレーション
• 質疑応答