ペプチドのケミカルバイオロジー
生体内では、タンパク質や核酸などの生体分子が複雑な形を造り、お互いに分子認識して相互作用することで生命現象を担う機能を発揮しています。こうした分子の造形原理と分子認識の理解は、生命現象の操作を可能とする分子ツールの創出、ひいては、新たな創薬の実現へとつながると期待されます。私たちは、ペプチドやその類縁体を軸に、こうした分子造形と分子認識に関する研究を展開しています。
高い細胞膜透過性を示す環状ペプチドのデザイン
環状ペプチドは、簡便に多様な立体構造を生み出すことが可能な分子であり、精密な分子認識を実現できるため、薬剤候補分子としての利用が、活発に研究されています。しかしながら、通常のペプチドは、細胞膜透過性が低いという大きな問題を抱えており、創薬への利用が大きく制限されていました。わたしたちは、ペプチドのケミカルバイオロジー研究におけるこの最重要課題を解決し、ペプチド創薬のブレークスルーを起こすべく、研究を行っています。 これまでに私たちは、独自の膜透過性分析手法や詳細な構造解析に基づいて、環状ペプチドが細胞膜を通るメカニズムについて研究してきました。そして、その知見に基づいて、高い膜透過性を示す環状ペプチドを多数見出してきました。現在、大規模計測とデータサイエンスに基づくアプローチにより、膜透過性ペプチドを自在設計する技術の確立に挑戦しています。 [参考文献] Nature Commun. 2023, 14, 1416. Chem. Sci. 2023, 14, 345–349. 実験医学 2020, 1月号, 受動的に膜を透過するペプチドとペプトイド.
細胞内タンパク質機能を制御する人工ペプチドの合理設計
ペプチドが抱える低膜透過性の課題を解決する分子として、“ペプトイド”と呼ばれる人工ペプチドに注目が集まっています。私たちは、ペプトイドが示す高い膜透過性を利用して、通常のペプチドでは困難であった、細胞内タンパク質機能の制御を実現しようとしています。ペプトイドに関する独自の合成法と構造に関する知見を積み上げることにより、これまでに、がん関連タンパク質の阻害剤として働くペプトイドの創出に成功してきました。本研究を発展させることで、細胞内タンパク質機能を制御する汎用的な分子技術を実現し、生命科学研究や創薬の発展に貢献していきたいと考えています。 [参考文献] Angew. Chem., Int. Ed. 2022, 61, e202200119. Chem. Sci. 2021, 12, 13292–13300. J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 2277–2284. J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 14612–14623. 化学 2020, 7月号, ペプチド模倣物質による新しい中分子創薬. ABC-InFO 「細胞内PPI阻害のための人工中分子ペプトイドの設計」
