文献情報
文献番号
201226008A
報告書区分
総括
研究課題名
ＨＩＶ侵入の動的超分子機構を標的とするケミカルバイオロジー創薬研究
課題番号
H22-エイズ-若手-008
研究年度
平成24(2012)年度
研究代表者(所属機関)
鳴海 哲夫(東京医科歯科大学 生体材料工学研究所)
研究分担者(所属機関)
研究区分
厚生労働科学研究費補助金 疾病・障害対策研究分野 エイズ対策研究
研究開始年度
平成22(2010)年度
研究終了予定年度
平成24(2012)年度
研究費
3,024,000円
研究者交替、所属機関変更
-
研究報告書（概要版）
研究目的
本研究課題では、HIV側および宿主側タンパク質の機能を模倣した有機分子を創製し、それらを用いてHIV外被タンパク質と細胞表面タンパク質の相互作用様式を両方向から解析し、その知見に基づいた合理的分子設計により新規HIV侵入阻害剤の創製を目指す。
研究方法
平成22～23年度の研究で得られたHIV外被タンパク質と細胞表面タンパク質の相互作用様式に関する知見を基に、HIV外被タンパク質gp120の機能を制御するCD4ミミックの構造活性相関研究を進めた。これまでの構造活性相関研究において見出したHAR-431をリード化合物として、三つのフラグメント (芳香環部位、オキサミド部位、ピペリジン部位) に分割し、それぞれ化学修飾したCD4ミミック誘導体を合成し、それら化合物の生物活性 (抗HIV活性、細胞毒性およびgp120の構造変化誘起能) を評価した。さらに、顕著な生物活性を示した誘導体についてはHIV-1 YTA48P株をPM1細胞に感染させ、誘導体の濃度を徐々に上げながら継代培養（in vitro耐性誘導）を行い、耐性機序および結合部位の検討を行った[研究協力者：吉村和久第一室室長、原田 恵嘉博士 (国立感染症研究所エイズ研究センター)]。
結果と考察
これまでの研究および分子モデリングからCD4ミミックの芳香環部位はVal255やSer375、Trp427などポケット底部に位置するアミノ酸と相互作用し、この相互作用が強力な生物活性発現に重要と示唆されている。しかし、芳香環部位にクロロアニリン骨格を持つ誘導体は共通して細胞毒性が高く、また溶解性も問題であった。そこで、塩素原子やフッ素原子の生物学的等価体である酸素原子や窒素原子に置換した誘導体群を合成した。また、クロロアニリン骨格以外の新規骨格の探索も平行して行った。分子モデリングの解析した結果、CD4ミミックの芳香環部位とオキサミド部位の一部が高い平面生を保ちgp120と相互作用していることが示唆された。そこで、芳香環部位とオキサミド部位に平面構造を付与しつつ構造固定化によるエントロピーの減少を図るためにインドール骨格を有する誘導体を設計し、それら化合物群を合成した。合成した化合物群の生物活性について評価したところ、クロロアニリン骨格の代わりに一炭素で酸素間を架橋したカテコール骨格を有する誘導体が顕著な抗HIV活性を示し、さらに大幅に細胞毒性が改善されることを見出した (IC50 = 4.1 µM, CC50 = >300 µM)。続いて、親化合物であるNBD-556やその誘導体JRC-II-191、申請者らが見出したこれら化合物より強力な抗HIV活性を示したHAR-431について耐性誘導実験を行った結果、gp120の複数のアミノ酸において共通した変異が見られ、これらの結果は理論計算による分子モデリングの結果とよく一致していた。
結論
HIVの細胞侵入段階を標的としたHIV侵入阻害剤の創製を目的として、報告者らが見出したCD4ミミック誘導体の更なる構造最適化を行い、顕著な生物活性を有する複数の誘導体を見出した。これらの結果は今後のHIV侵入阻害剤の創製研究の進展に資するものである。なお、研究成果の一部を用いた応用研究が現在進行中である。
公開日・更新日
公開日
2014-05-26
更新日
-