小野慎 研究室

ジフェニルホスホネート型阻害剤を利用してキモトリプシンのLys175に選択的に外部から分子を導入することができます．しかしこれまでは，ジフェニルホスホネート阻害剤部分は鏡像異性体（Ｒ体とＳ体があります）の混合物を使っていました．キモトリプシンはこれらの鏡像異性体を別の分子として認識することが知られていて，鏡像異性体の一方は化学修飾反応に有利に促進しても，他方は反応性が低く有効に働かないと予測されていました．
　そこで，ジフェニルホスホネート阻害剤部分の鏡像異性体のＲ体とＳ体をそれぞれ含む分子を合成して，キモトリプシンに対する化学修飾反応の収率を比べてみました．その結果，Ｒ体のジフェニルホスホネート阻害剤を含む分子がキモトリプシンと速く反応することがわかり，その有用性が示されました．今後の研究では，Ｒ体ｎジフェニルホスホネート阻害剤を大いに利用して新規なタンパク質を創ることを目指しています．

これまでの1連の研究が，レビュー雑誌に紹介されました．
Recent Developments in Peptidyl Diaryl Phosphonates as Inhibitors and Activity-Based Probes for Serine Proteases, Pharmaceuticals 2019, 12, 86; doi:10.3390/ph12020086

アミノアルキルジフェニルホスホネート誘導体は、セリンプロテアーゼの活性Ser残基と特異的に反応する不可逆性阻害剤として知られています。研究室では、アミノ酸のフェニルアラニン（Phe）の構造と類似した1-amino-2-phenylethylphosphonateをペプチド誘導体化することでLys側鎖に反応する化学修飾分子を設計し、キモトリプシンの活性部位周辺に存在するLys175に選択的に外来分子を導入する方法を開発して研究を続けています。次の挑戦では，この方法を応用してキモトリプシンを利用した新しい分子認識システムの構築を目指しています。キモトリプシンの配向を制御して2量化することを目的に、キモトリプシンのLys175を標的にした化学修飾分子の構造と性質を基にして、2量化分子を設計しています。天然にはHIV-1プロテアーゼなど2量体で機能する酵素やタンパク質がいくつも存在するため、キモトリプシンの配向を制御して2量化することで、新たな分子認識表面の構築が期待できます。