it[スポンサーリンク]創薬化学において、標的タンパク質と相互作用するリード化合物を見つけることは大変重要です。discovery(FBDD)法が開発されました。これは、分子量が300以下のフラグメント(フラグメント)ライブラリーからターゲットタンパク質と相互作用をするものを見つけだし、そのフラグメントを組み合わせてリード化合物を構築する手法です[1]。フラグメントとターゲットタンパク質との相互作用はとても小さいため、フラグメントの候補を見つけるのは困難です。論文[1]より改変)デュアルディスプレイDNAコード化化合物ライブラリーこれはDNAが塩基対を組んで2重鎖を形成するという基本的なDNAの性質を活用したものです。フラグメントAをDNAの1本鎖で修飾し、これと相補的なDNA鎖をフラグメントBをつけ、それらを混ぜることにより二本鎖を形成させます。これにより(Aの数)x(Bの数)種類のフラグメント対が構築できるわけです。それぞれのDNAの一部にフラグメントに対応したコード配列を付けておくと、それを読み取ることによってどの化合物であるかわかります。識別のために”バーコード”を取り付けたと思っていただければ簡単だと思います。タンパク質と相互作用したDNAコード化フラグメント対は、たとえ少量であってもDNAをPCRで増幅することができるため、容易に同定することができます。10.1038/nchem.2158では今回の改良法を覗いてみましょう。課題はPCR二本鎖をはがさないと、PCRでDNAを増幅できません。今回の報告ではこの課題を、みごとに解決しています。調製されたサブライブラリーを混合すると、サブライブラリーAとBとでランダムな組み合わせが生成します。サブライブラリーBにあるd-spacerはサブライブラリーAのコード領域を認識しないため、AとBのランダムな組み合わせが生成します。DNAの二本鎖には塩基対が必須...と思いこんでいた私はこの戦略に驚嘆してしまいました。Bの情報を付与します。してA鎖と”対”を組んだ化合物Bの情報がコピーされました。これにより、一本のDNA鎖に対情報が記録されたフラグメント対ライブラリーができます。これらのフラグメント対はPCRの段階でも対情報が失われません。様々な色で示された化合物対のうち、ターゲットタンパク質と相互作用しないものは洗い流すことによって除去されます。4のように行われました。固相に担持されたターゲットタンパク質と結合した化合物対は、固相の洗浄後、タンパク質を変性させることで溶出されます。これをPCRにかけると、A鎖と同じ塩基配列をもつ2本鎖DNAが増幅されます。DNAの塩基配列はハイスループットDNAシーケンシングによって同定することができます。筆者らはライブラリー構築にあたっての550個の化合物からなるサブライブラリーAと、202個の化合物からなるサブライブラリーBを用いました。111,000種のフラグメント対を一度にセレクションしたことになります。筆者らはまず、この手法のベンチマークとして、リガンドが既知のストレプトアビジンとHRPおよびタンパク質なしの条件を検証しています。ストレプトアビジンに対しては、ビオチンとデスチオビオチンの組み合わせが最も強い相互作用を見せました。高い検出能を示しましたが、同じリガンドポケットに入るフラグメントの組み合わせであっても、相互作用が大きいフラグメント対として検出されてしまうのは、今後の課題点でしょう。その後、リガンドの検証が今までになされていないタンパク質AGPと、筆者らが以前から検証を行っているタンパク質HAIXの2種についてセレクションが行われました。相互作用が著しく低い組み合わせは表示されていない。赤いプロットほど相互作用が強いことが示されている。(出典:主論文より改変)得られたフラグメント対のターゲットタンパク質との解離定数が調べられました。1つのフラグメントだけでは解離定数が検出できないほど大きかったのに対し、フラグメント対を形成することでμM以下の解離定数を示しています。CAIXに関してもDNAで接続されたフラグメント対、およびリンカーで接続した分子に関して解離定数が測定されました。セレクションで分子対が得られてきても、リンカーの最適化は別途必要になりそうです。主論文より改変)最後に、最適化されたフラグメント対がCAIXを発現している細胞へ取り込まれるかを調べています。vivoアッセイを行ったところ、腫瘍のある部位への選択的な取り込みが観察されました。以上、デュアルディスプレイDNAコード化化合物ライブラリー法の改良法についての論文を紹介しました。3に示されたコード化法でしょう。今回見つかった小分子それ自身のタンパク質との相互作用は、検出できないほど小さかったと筆者は述べています。最新の記事bona愛知で化学を教えています。2020年1月号がオンライン公開されました。(2021卒)―ぶれずに価値創造。その5Tshozoです。TweetsケムステFacebookケムステFacebookChem-Station(略称:ケムステ)はウェブに混在する化学情報を集約し、それを整理、提供する、国内最大の化学ポータルサイトです。名超の有志スタッフを擁する体制で運営しています。