マイクロ波照射を用いて潜在的な抗寄生虫治療薬としてのバックボーン環状ペプチドライブラリの開発

Nir Qvit; Opher S. Kornfeld

doi:10.3791/53589

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方法論記事

マイクロ波照射を用いて潜在的な抗寄生虫治療薬としてのバックボーン環状ペプチドライブラリの開発

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DOI:

10.3791/53589

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2016年1月26日

Nir Qvit¹ , Opher S. Kornfeld¹

¹Department of Chemical and Systems Biology, Stanford University School of Medicine

この記事について

サマリー

マイクロ波照射を用いた環状ペプチドの合成のための簡単で一般的な方法が概説されています。この手順により、側鎖とファーマコフォリック部分を保持しながら、異なるコンフォメーションの集合体を持つバックボーンサイクリックペプチドの合成が可能になり、したがって、生理活性コンフォメーションをスクリーニングすることができます。

要約

タンパク質 - タンパク質相互作用薬（PPI）は、ほぼすべての生物学的プロセスに密接に関与しており、多くのヒト疾患にリンクされています。そのため、基礎研究、製薬業界でのPPIを対象とする大規模な努力があります。タンパク質 - タンパク質界面は平坦、通常は大きく、多くの場合、そのような部位を標的とする小分子の発見を複雑に、ポケットを欠いています。抗体を用いた代替的な標的アプローチは乏しい経口バイオアベイラビリティ、低い細胞透過性、及び生産効率の悪さに起因する制限があります。

PPIインターフェースを標的にするペプチドを使用すると、いくつかの利点を有します。ペプチドは、より高いコンホメーションの柔軟性、高い選択性を有し、一般に安価です。しかし、ペプチドは、細胞膜を横切る乏しい安定性と非効率性などの独自の制限があります。このような限界を克服するために、ペプチドの環化を行うことができます。環化は、ペプチドの選択性を改善することが実証されています、代謝安定性、および生物学的利用能。しかし、環状ペプチドの生理活性立体構造を予測することは容易ではありません。この課題を克服するために、1つの魅力的なアプローチは、すべてのバックボーン環状ペプチドは、同じ一次配列を持っているが、そのような環の大きさや位置など、その立体構造に影響を与えるパラメータが異なるた画面に集中ライブラリーをスクリーニングします。

私たちは、特定の寄生虫のPPIをターゲットバックボーン環状ペプチドのライブラリーを合成するための詳細なプロトコルを記述します。合理的な設計アプローチを使用して、我々は、活性化Cキナーゼ（LACK）のための足場タンパク質のL eishmania受容体に由来するペプチドを開発しました。我々はではなく、哺乳動物宿主ホモログで、寄生虫に保存されているLACK中の配列は、寄生虫「生存のために重要であるタンパク質のための相互作用部位を表すことができるという仮説を立てました。環状ペプチドは、反応時間を短縮し、高めるためにマイクロ波照射を用いて合成しました。効率。別のリングサイズとバックボーン環状ペプチドのライブラリーを開発することは、ほとんどの生物学的活性コンホメーションのための体系的な画面を容易にします。この方法は、環状ペプチドを合成するための一般的で、速く、容易な方法を提供します。

概要

タンパク質-タンパク質相互作用薬（PPI）は、細胞内シグナル伝達の細胞死¹に、ほとんどの生物学的プロセスにおいて重要な役割を果たしています。したがって、のPPIを標的とする基礎研究および治療用途に基本的に重要です。 PPIは、具体的かつ安定的な抗体によって調節することができるが、抗体が低いバイオアベイラビリティを製造し、持っている高価では困難です。代替的に、のPPIは、小分子によって標的とすることができます。小分子は、抗体に比べて合成が容易、安価です。しかし、彼らは比較的柔軟で、大きなタンパク質-タンパク質インターフェース^2,3に比べて小さな空洞へのより良いフィット。多様な研究が単純で安価抗体よりも、小さな分子よりも柔軟であるペプチドは、タンパク質のインターフェースをバインドし、PPIは^{4,5を調節することができる}ことを実証しました。グローバル治療用ペプチドの市場は2013年に150億ドルの周りに評価され、10.5％のスズメノカタビラを成長していますLLY ^6。また、50以上の販売ペプチド、臨床試験の異なる段階で約270ペプチド、および高度な前臨床段階⁷で約400ペプチドがあります。多数のペプチドは薬として使用されているが、ペプチドがまだ乏しい生物学的利用能および安定性、細胞膜を横断中の非効率性、およびコンホメーションの柔軟性^8,9を含め、広範なアプリケーションを制限するいくつかの課題を提起します。こ....