Yasutake Yoshiaki, 국립 선진 산업 과학 기술 연구소 (National Instit NORIHIRO] (이하 "NCGM"이라고 불립니다 (이하 "NCGM") (이하 "NCGM"으로 언급) 감염성 질병 연구 부서, 난치성 바이러스 감염성 질환 연구 부서, 레트로 바이러스 감염성 질병의 이사 인 Maeda Kenji 등은 현재 B 형 간염 치료에 널리 사용되고 있습니다핵산 아날로그공식Entecavil의 작용 메커니즘 그리고바카라 필승법 저항발생이 명확 해졌습니다
핵산 아날로그 제형은 B 형 간염 치료 바카라 필승법입니다B 형 간염 바이러스 (HBV)has역전사 효소에 바인딩함으로써 그리고 그 기능을 차단하면 바이러스의 증식을 직접 억제 할 수 있습니다 그러나, 최근 몇 년 동안, 기존 핵산 유사체 제형에 대한 바카라 필승법 내성이보고되었으며, 바카라 필승법 내성 HBV를 극복하기위한 새로운 치료제의 발달에 대한 수요가있다 새로운 치료 바카라 필승법을 개발할 때, 기존 바카라 필승법의 작용 메커니즘에 대한 깊은 이해가 필요하며,이를 위해서는 바카라 필승법이 결속 된 상태에서 역전사 효소의 3 차원 구조에 대한 정보가 필수적입니다HBV 리버스 전사 효소매우 불안정한 단백질이며 구조적 연구는 진행되지 않았습니다 그래서 이번에는인간 면역 결핍 바이러스 (AIDS 바이러스 (HIV))의 역전사 효소는 HBV 역전사 효소와 유사하게 수정되었으며 Entecavir에 결합하여 HBV 유형HIV 리버스 전사 효소만들어졌습니다 Entecavir 및 DNA 물질 데 옥시 구아노신 결합 된이 변형 된 HIV 역전사 효소의 3 차원 구조를 고해상도로 분석 하였다 이 둘의 구조의 상세한 비교는 Entecavir의 역전사 효소에 대한 결합과 역전사 효소가 Entecavir의 결합을 빠져 나와 바카라 필승법 내성으로 바꾸는 방법을 밝혀 냈습니다 이 연구는 바카라 필승법 내성 HBV에 효과적인 신약을 개발할 것으로 예상됩니다
이 연구 결과는 2018 년 1 월 26 일 (영국 시간)에 Academic Journal에 게시되었습니다과학 보고서에서 온라인으로 게시 됨
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| 변형 된 HIV 역전사 효소의 제조 및 entecavir에 바인딩 된 상태에서의 구조 |
B 형 간염 바이러스 (HBV)는 전 세계적으로 약 2 억 6 천만 명에 도달했습니다영구 감염매년 거의 백만 명이 만성 간염 또는 간암 발병으로 사망하는 것으로 추정됩니다1HBV에 감염된 경우, 인체에서 HBV 유전자 정보 (DNA)를 완전히 제거하는 확립 된 방법은 여전히 없습니다 따라서, 간염의 진행을 억제하기 위해, 생명 과정에서 바이러스의 성장을 억제하는 치료가 필요하다
현재, Entecavir와 같은 핵산 아날로그 제제는 바이러스의 증식을 직접 억제하는 B 형 간염 치료로 널리 사용됩니다 핵산 아날로그 제형은 역전사 효소의 작용을 차단하는 강력한 B 형 간염 치료이며, 이는 바이러스가 자신의 유전자 정보를 복제하고 전파하는 데 필수적입니다 그러나, 최근 몇 년 동안, 역전사 효소가 변경되고 핵산 아날로그 제제가 효과가 없을 때 바카라 필승법 내성 HBV가 효과가없는 것으로보고되었다 따라서, 바카라 필승법 내성 HBV 및 바카라 필승법 내성을 획득하지 않는 치료제에 대해 효과적인 새로운 B 형 간염 치료를 개발할 필요가있다
AIST는 산업 및 의료 분야에서 유용한 것으로 간주되는 단백질의 3 차원 구조 분석을 수행했으며, 단백질 기능의 메커니즘을 명확히하고 기능을 개선하거나 변화시키기 위해 연구 개발을 수행하고 있습니다 NCGM Institute는 이전에 다루기 어려운 바이러스 감염의 병리학 적 발달 메커니즘, 주로 HIV를 설명했으며 다양한 AIDS 치료 바카라 필승법의 연구 및 개발을 수행했습니다 두 사람은 HIV 역전사 효소를 수정하여 B 형 간염 치료 바카라 필승법에 결합하고 바카라 필승법이 작용하는 상태에서 역전사 효소의 3 차원 구조, 바카라 필승법이 작용하는 메커니즘 및 바카라 필승법이 바카라 필승법 내성을 획득하는 메커니즘 및 새로운 치료법을 사용하는 메커니즘을 분석함으로써 연구 및 개발에 대해 공동으로 연구했다
이 연구 및 개발은 일본 의료 연구 개발 기관 (AMED)의 "B 형 간염 바카라 필승법 발견의 실제 적용을위한 연구 프로젝트"의 지원으로 수행되었습니다 또한, 일부 실험은 교육, 문화, 스포츠, 과학 및 기술의 "바카라 필승법 발견 기술 인프라 프로젝트 프로젝트"에 따라 대학 공동 사용 조직인 High Energy Accelerator Research Institute의 Synchrotron Synchrotron Synchrography Facility (Photon Factory)를 사용하여 수행되었습니다
바카라 필승법 내성 HBV와 호환되는 새로운 치료제를 개발하기 위해, 기존 핵산 아날로그 제제가 작용하는 HBV 역전사 효소의 3 차원 구조를 이해하는 것이 중요하다 그러나, HBV 역전사 효소는 극도로 불안정한 단백질이며, 순도 및 분석 할 수있는 양의 HBV 역전사 효소는 여전히 생성 될 수 없다 한편, HIV 역전사 효소는 상대적으로 안정적이며 전 세계적으로 구조적 연구가 널리 수행되며, 핵산 유사체가 결합 된 상태의 3D 구조 분석도 수행되고있다 HIV 및 HBV 역전사 효소아미노산서열은 매우 다르고 전체 구조는 완전히 다를 것으로 예상되지만 핵산 아날로그는 결합합니다활성 사이트에서, 둘 다에 공통적 인 아미노산이 발견되었으며, 활성 부위의 국소 구조는 다소 유사하다고 생각된다 따라서, HIV 역전사 효소의 활성 부위를 구성하는 아미노산 중에서, HBV 역전사 효소와는 다른 부분이 선택되었고, 이들은 HBV 역전사 효소를 생성하기 위해 HBV 역전사 효소와 동일한 아미노산으로 대체되었다 (HBV 역전사 효소의 특성을 갖는 HIV 역전사 효소를 생성 하였다
먼저, 우리는 이미보고 된 핵산 유사체에 결합 된 HIV 역전사 효소의 3D 구조로부터 활성 부위를 구성하는 20 개의 아미노산을 조사했으며, 활성 부위를 구성하는 12 개의 아미노산이 HIV 및 HBV의 역전사 효소에 공통적이지만 남은 8 아미노산은 상이 함을 발견했다 따라서, 5 가지 유형의 변형 된 HIV 역전사 효소를 HBV 역전사 효소의 이들 상이한 아미노산을 HBV 역전사 효소의 것과 대체하고, HBV 역전사 효소의 활성 부위를 모방함으로써 제조되었다 또한, 변형 된 역전사 효소에 의해 성장할 수있는 HIV가 생성되어 핵산 아날로그 제제를 생성하는데 사용된다바카라 필승법 감도조사되었습니다 결과적으로, 메티오닌은 글루타민을 대체하는 데 사용되었으며, 활성 부위 바카라 필승법 결합 포켓에 위치한 HIV 역전사 효소 인 HIV가 Entecavir에 매우 민감한 것으로 밝혀졌다 Entecavir가 반지 외부에 있습니다소수성소수성 상호 작용Entecavir가 역전사 효소의 활성 부위를 입력하고 바인딩하는 데 필요합니다 (그림 1)
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| 그림 1 수정 된 HIV 역전사 효소 설계의 개요 |
다음으로,이 변형 된 HIV 역전사 효소는 결정화되었고, Entecavir (실제로는 entecavir 트리 포스페이트를 사용하여 신체에 대사 된 진정한 제제를 사용)를 적용한 다음, 역전사 효소의 활성 부위에 결합 된 상태의 3 차원 구조를 광자 공장으로부터 강한 엑스레이를 사용하여 분석 하였다 (도 2) 동시에, 우리는 Deoxyguanosine 트리 포스페이트 가이 변형 된 HIV 역전사 효소에 결합 된 상태에 대한 3 차원 분석을 수행하고,이 둘을 자세히 비교했습니다 결과적으로, 데 옥시 구아노신이 부착 된 위치와 비교하여, Entecavir는 DNA로부터 약간 떨어진 곳에 부착되었고, 활성 부위의 바닥에있는 메티오닌이 활성 부위의 형태를 변경하도록 강요하는 방식으로 바깥쪽으로 돌출 된 메틸렌 그룹이 바깥쪽으로 튀어 나왔다 (도 2, 점선 화살표) HBV 역전사 효소에서,이 활성 부위의 바닥에있는 메티오닌은 발린 또는 이소류신으로 변하고 entecavir 내성이된다는 것이 밝혀졌다 즉, 효소의 활성 부위의 바닥에서 entecavir와 메틸렌 그룹의 상호 작용은 활성 부위에서 entecavir를 유지하는 데 중요하며,이 메티오닌이 더 작은 발린 또는 이소 useucine으로 대체 될 때, 메틸렌 그룹은 활성 부위의 바닥에서 아미노산과 접촉 할 수없는 거리가되어 수소 사이를 상실 할 수없는 거리가됩니다 활성 사이트로
Entecavir가 작용하는 변형 된 HIV 역전사 효소의 3 차원 구조 정보를 활용함으로써, 우리는 이제 역전사 효소의 활성 부위에 더 가깝게 적합한 핵산 유사체 구조를 조사 할 수 있으며, HBV 및 Entecavir 내역 HBV에 대한 새로운 치료제가 개발 될 것으로 예상된다
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| 그림 2 : 변형 된 HIV 역전사 효소의 구조 entecavir (왼쪽) 전체 변형 된 HIV 역전사 효소의 구조 빨간색 프레임은 Entecavil의 바인딩 위치입니다 (오른쪽) Entecavir Triphosphate에 결합 된 활성 부위의 상세한 구조 활성 부위에서 entecavir 트리 포스페이트와 상호 작용하는 아미노산 (메티오닌), 마그네슘 이온 및 역전사 효소의 DNA 가닥을 명확하게 보여 주었다
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앞으로, 우리는 HBV 역전사 효소에 더 가까운 변형 된 HIV 역전사 효소를 계속 생성 할 것이며, 새로운 HBV 치료제의 발달에 기여하기 위해 다른 핵산 아날로그 제제의 바카라 필승법 감수성 및 결합 메커니즘을 계속 분석 할 것이다