1カルボニルストレスに着目した精神疾患発症機序の解明〇〇大学 〇〇科新井 誠上原記念生命科学財団研究報告集, 39 (2025) 上原記念生命科学財団研究報告集, 39（2025） 図．デザインペプチドの結合構造予測と酵素活性増強能の測定 118進進化化的的にに隠隠さされれたたアアロロスステテリリーーをを利利用用ししたた特特異異的的阻阻害害剤剤 進化的に隠されたアロステリーを利用した特異的阻害剤国国立立循循環環器器病病研研究究セセンンタターー 研研究究所所 基基礎礎医医科科学学部部門門 分分子子薬薬理理部部 国立循環器病研究センター 研究所 基礎医科学部門 分子薬理部という課題があった。これに対し、アロステリック活性調節部位は個々の酵素ごとに固有の構造を有するため、副作用の少ない抗菌薬の標的として有望視されている。しかし、その特定や創薬応用は困難であり、創薬手段としては課題があった。我々はこれまでの研究において、呼吸鎖酵素に注目しヒトと病原菌のサブユニット構成の違いを比較することで、新規アロステリック調節部位を戦略的に特定できる可能性を見出した。さらに、生物種間で異なるアロステリック部位の構造的特徴を活用することで、ヒトには影響を与えない抗菌薬の開発に応用できると考えた。本研究では、近年急速に発達しているペプチドデザイン技術を応用し、膜タンパク質に存在するアロステリック部位を標的とした新たなペプチド創薬手法の構築を目指した。そして、副作用の少ない新規抗菌アロステリックペプチドの創出を目指して研究を進めた。 【【方方法法・・結結果果】】まず、病原菌の呼吸鎖酵素を標的として、機械学習ベースのタンパク質設計手法である RFdiffusion を用いて、酵素表面に結合可能なペプチド主鎖ライブラリを構築した。続いて、ProteinMPNN を用いて結合可能な ペプチド配列のデザインを行った。得られた in silico ペプチドライブラリを Alphafold2 により評価した結果、標的 酵素に対する結合ペプチドとしてスコアの高いペプチドが特定の部位に集積していることが示された。さらに、哺乳類の呼吸鎖酵素に対して同様の解析を行ったところ、病原菌酵素と同じ場所に高スコアのペプチドがデザインされたことから、この部位がアロステリック部位である可能性が示唆された。そこで、デザインされたペプチドライブラリの人工遺伝子合成を行い、大腸菌を用いてリコンビナント発現・精製を行った。得られたペプチドによる標的酵素の酵素活性に対する影響を評価したところ、活性を変化させる複数のペプチドが確認された。加えて、相互作用解析においても、活性変化能の高いペプチドでは標的酵素との結合を示した。 【【考考察察】】以上の結果から、本研究で用いた手法が、これまで困難とされてきたアロステリック部位の合理的同定に有効である可能性が示された。今後は、ヒットペプチドの最適化を進めるとともに、実際の結合部位の検証、および、in vivoでの評価を通じて、より実用的な手法としての発展を目指す。 【【謝謝辞辞】】本研究に多大なご支援を賜りました公益財団法人上原記念生命科学財団、ならびに関係者の皆様に心より感謝申し上げます。 118西西田田 優優也也 西田 優也【【背背景景・・目目的的】】病原菌の薬剤耐性（AMR）の拡大は国際的な健康課題として深刻化しており、新たな作用機序を 有する抗菌薬の開発が求められている。従来の競合型阻害薬では、ヒト酵素との交差反応による副作用のリスクが高い
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