環状ペプチドPROTAC、HIF-1αを分解 ― 強い低酸素下では限界も
- VHLリクルート型リガンドと可変長リンカーを組み込んだ独自の二官能性アミノ酸を、固相ペプチド合成(SPPS)の過程で直接導入する手法を確立。従来のPEG系リンカーに代わるアプローチとして位置づけられる。
- SICLOPPS由来のHIF-1阻害環状ペプチドをウォーヘッドとして用い、VHLと生産的な三者複合体を形成する環状ペプチドPROTAC(CP-PROTAC)を構築。
- これらの分解誘導剤は複数のがん細胞株でHIF-1αを低下させ、低酸素応答シグナルを抑制した。
- 分解活性は酸素濃度に依存し、中程度の低酸素下では良好だが、より強い低酸素下では大きく低下した。ただしこの条件でも化合物自体はHIF-1αへの結合・分解標識能を保っていた。
- 活性低下の原因は結合の失敗ではなく速度論的なミスマッチにあり、HIF-1αの再合成速度が分解速度を上回ることが判明した。これは急速に再合成されるタンパク質に対するPROTACの効力に一般的な限界があることを示す。
💡 ポイント
VHLリガンドとリンカーを二官能性アミノ酸に組み込んでSPPSに直接乗せる発想は、環状ペプチド分解誘導体をいじるたびに頭を悩ませてきたPEG系リンカーのコンジュゲーション工程を丸ごと省ける点で地味に効いてくる——リンカーSARが別工程の縮合反応ではなく、合成サイクルの中の一変数になる。SICLOPPS由来のウォーヘッドが転写因子の表面を小分子より掴みやすく捉えている点も、既存のケミオタイプとの比較では環状ペプチド側に分がある証拠として読める。ただ自分の研究に照らして一番引っかかるのは低酸素の落ち込みだ——三者複合体は形成され、HIF-1αも標識されているのに分解が追いつかない。これはVHLウォーヘッドを最適化して直る結合の問題ではなく、ターンオーバー速度の問題であり、再合成が速い標的を狙うPROTAC設計全般に不都合な事実を突きつけている。
Cyclic Peptide PROTACs Restore VHL-Mediated HIF-1α Degradation in Hypoxia ↗