ペプチドバランスサービス

お問い合わせ

082-223-6347

  • ご質問等がございましたら
    お気軽にお問い合わせください
  • お問い合わせ

ペプチドバランスサービス

車のタイヤバランスはおもりをつけて調整します。同様の考え方でペプチド の場合は、よく働くよう、おもりの代わりに各アミノ酸をアルゴリズムで処理してバランスをとります。


研究される方の手間を最小限に、良い結果のための生理活性ペプチドデザインサービス

弊社開発のアルゴリズム、TYシンメトリー法で、次のサービスをいたします。

アミノ酸置換による配列の最適化

仮に細胞接着性ペプチドGRGDSが未知の配列で、お手持ちの配列がGRGDとかGRGDGの場合に、例としましてGRGDS 、WRGDVV 、HRGDAT 、ARGDMCSをデザインできます。

生理活性ペプチドデザインサービス

5残基程度をリード配列に必要に応じて30残基程度まで、活性、作用を推定できる配列をデザインします。

弊社考案のTYシンメトリー法の原理

積み木のイメージ

細胞接着性ペプチド、GRGDSを積み木に例えましてご説明いたします。
TYシンメトリー法のアルゴリズムで処理しますと、このイラスト図のようになります。

アミノ酸の種類よって構造の違うブロックが適切な順番、高さになることで対称性になります。この対称性で活性を有すと推定します。

本サービスは、例えば生理活性ペプチド15残基からスタートします。そのN末端側5残基程度以上をリード配列にします。その場合イラスト図の上のブロックSを除いた形になり、対称性の破れがでます。

ですけれども軸の方向は変わりません。つまり活性軸がある程度の範囲で定まっています。
その軸に沿って適切の配列の長さになるまで、アミノ酸を付加しながらデザインをします。

具体的にアンジオテンシンを例にご説明いたします。

生理活性ペプチドの要素は2種類です。

要素A:適切なアミノ酸配列
要素B:適切な配列の長さ

アンジオテンシンI : Asp - Arg – Val - Tyr - Ile - His - Pro - Phe - His - Leu – OHのTYシンメトリー法により、要素Aは適合、Bは不適合になりますので活性が殆どないと推定します。既知のアンジオテンシンI は活性が殆どないとされてますので一致しています。

アンジオテンシンII : Asp- Arg - Val - Tyr - Ile - His - Pro - Phe – OHは要素A、B共に適合ですので活性があると推定します。アンジオテンシンIII、IV も同様です。

これらの既知のペプチドは活性を有していますのでTYシンメトリー法と結果が一致しています。

アミノ酸置換による配列の最適化

仮にアンジオテンシンIIが未知の配列で、エンドにアミノ酸を付加してある配列の場合には、この場合、対称性の破れが大きく、アンジオテンシンIIの活性が例えば10%くらいに激減します。

付加された配列をTYシンメトリー法で解析しますと、その対称性の破れをなくすためには、アンジオテンシンIIの配列になることがわかります。その結果、他の配列でも特異性を高めたり、血中濃度を下げることなどが期待できます。

エビデンスについて

TYシンメトリー法はペプチドバランスを調整するという方法ですので、活性、作用の種類に関係なく共通するものと思っています。
今のところ例外には遭遇していませんが、活性の種類全てを試しているわけではありません。
そこでご研究対象のファージディスプレイで得られた配列など、予めお分かりの活性の程度を伏せた配列3本を頂けましたら解析しお伝えいたします。アンジオテンシン2のように、完全な対象性でしたら活性を有すものと判断します。それ以外は相対的な活性の程度を推定した結果をお伝えできます。それをもってエビデンスといたします。

アンジオテンシンIIから受容体拮抗薬へのアミノ酸置換について

アンジオテンシンII : Asp- Arg - Val - Tyr - Ile - His - Pro -Phe アンジオテンシンII 受容体拮抗薬 CH3-Gly Arg Val Tyr Val His Pro Ala

次の表はアンジオテンシンIIのアミノ酸の分子量の大きい順番に表にしたものです。この表から大きい分子量、小さい分子量からをそれぞれ2残基を選定しますと
Asp- Arg - Val - Tyr - Ile - His - Pro - Phe – OHになります。

アミノ酸 分子量
Tyr 181.19
Arg 174.21
Phe 165.19
His 155.16
Asp 133.1
Ile 131.16
Val 117.15
Pro 115.13

X- Arg - Val - Tyr - X - X- Pro – X、にアミノ酸置換のため、まずはこの4残基を確定させます。
次に連続したアミノ酸配列、Arg - ValTyr 3残基をシード配列とします。
X- Arg - ValTyrのXの位置の候補はAspとGly の2種類になります。
(X- Arg - Val - Tyr – Ile-の場合のXはAspの一種類です。)

Gly- Argr - Valr – Tyrrから要素A、Bに適合するようアミノ酸を順番に付加しますと、アンジオテンシンII受容体拮抗薬の類似体、Gly Arg Val Tyr Val His Pro Ala になります。

[Arg8]-Vasopressin
Cys-Tyr-Phe-Gln-Asn-Cys-Pro-Arg-Gly-NH2 (Disulfide bond between (Cys1-Cys6)を例にしますと、同様に分子量の小さいものから大きいもの、それぞれ2残基を選定しますとX-Tyr-X-X-X-X-Pro-Arg-Glyになります。C末端側から4残基目、対称性が1番高いCys変えて、2番目に高いIleにしました。(CysとIleの対称性は微差です。)
あとは全て対称性の一番高いアミノ酸を選定しデザインをしますと、Pro-Tyr-X-X-X- Ile -Pro-Arg-Gly になります。(アミノ酸名、X-X-X-は伏せています。)確率は1/20のところ、N末端から2残基目は、予定通りTyrになりました。
この手順で拮抗剤のデザインが可能かどうか、実証実験できる機会がありましたら検証したいと思います。

TYシンメトリー法による、Endothelin-1の対称性解析例

Endothelin-1, human、CSCSSLMDKECVYFCHLDIIW (Disulfide bridge:C1-C15, C3-C11 ) を例にC末端から6残基HLDIIWをリード配列にしまして、N末端側に順番に対称性の高いアミノ酸を選定しますとEndothelin-1全配列になります。

αヘリックス等の2次構造等による構造が変化しましてもカヴァリエリの原理によって体積が変わりません。体積が変わらなければ、TYシンメトリー法の意味するところの数式上の対称性の結果に影響がありません。

各アミノ酸の構造等をTYシンメトリー法による方程式で処理しますと要素がx,y,z になります。この3要素を方程式で処理した数値(端数処理済み)が次のようになります。
それとzの数値により配列の長さの対称性がわかります。Endothelin-1の場合、FCHLDIIW , CSCSSLMDKECVYFCSCSSLMDKECVYFCHLDIIWになります。

                  
配列 高い 対称性 低い
7残基目 CHLDIIW C(11.76) M(12.64) H(15.54)
8残基目 FCHLDIIW F(11.33) R(11.55) D (12.37)
9残基目 YFCHLDIIW Y(12.54) R(13.09) H (14.05)
10残基以降も同様に解析しましても、Endothelin-1の配列の通りになります。
~
15残基目 MDKECVYFCHLDIIW M(12.27) D(14.27) P(16.17) ...> L(21.43)
Endothelin-1と違い活性が低いとされるEndothelin-2の15残基目はM(12.27)ではなくL (21.43) となっていますので対称性の破れが大きくなっております。今までの検証の結果、またこの結果からも対称性と活性、作用と比例関係があります。
~
21残基目 CSCSSLMDKECVYFCHLDIIW C(0.76) P(7.4) V(8.84)

ページの先頭へ