医療応用を志向したタンパク質の凍結・凍結乾燥保護剤名古屋大学大学院創薬科学研究科基盤創薬学専攻教授廣明秀一 1 新技術の概要 • 本品は、３５～４５アミノ酸のペプチドである。 • モデル酵素（乳酸脱水素酵素）が、凍結融解を繰り返すと活性が5%以下に低下する、その凍結保存時の活性低下を、本品を50 mg/ml 添加することで、阻止できる。 • また、5種類のうちの3種類については、凍結乾燥による乳酸脱水素酵素の失活も、保護する活性があった。 2 新技術の特徴・原理・機構植物の凍結保護タンパク質デヒドリンより着想を得て「天然変性タンパク質」に凍結保護活性があるのではないかと仮説をたて、実証実験を行った。 HPRD ヒトゲノム由来タンパク質全配列（約３００００）凍結保護剤を、ヒトゲノム配列から、バイオインフォマティクス手法により探索し、実際に試料調製を行った後、活性を評価した。（左図：探索の概要、右図、活性評価法）天然変性タンパク質予測プログラム POODLE （産総研）３５～４５アミノ酸ヒトゲノム由来天然変性タンパク質５（＋１）配列 3 新技術開発に至った技術基盤天然変性タンパク質はバイオインフォマティクスで予測できる DISOPRED POODLE-S PrDOS DisPro VSL1, 2 DISOClust, IUPred(short), DisEMBLE GlobProt PONDR IUPred(long) POODLE-L VL2,VL3, VL3H, etc… RONN, GenesilicoMetaDisorder MetaPrDOS POODLE-T FoldIndex FoldUnfold POODLE-W POODLEシリーズ：産総研CBRC 岩村（清水）佳奈研究員が開発したIDP予測アルゴリズム 4 凍結保護活性をもつ天然変性タンパク質の発見 1. 試したすべての天然変性タンパク質に標品（BSA)よりも高い凍結保護活性！！ 2. もう一つの標品セリシンよりも高活性 3. 立体構造を有する比較対象（部分的天然変性タンパク質C9、リゾチーム、PDZ1）よりも高い活性 ↓ 「天然変性タンパク質であることが重要」 5 凍結保護活性をもつ天然変性タンパク質の発見 1. 試したすべての天然変性タンパク質に標品（BSA) よりも高い凍結保護活性！！ 6 凍結乾燥保護活性をもつ天然変性タンパク質の発見二種類の天然変性タンパク質に標品（BSA)よりも高い凍結乾燥保護活性 7 新技術の動作原理上図：凍結保護剤が存在しない時。凍結時の氷の結晶成長に伴い、タンパク質の局所濃度が上昇し、分子同士の衝突と凝集が起こる。下図：保護剤が、タンパク質同士の直接の接触・衝突の確率を低減する。 8 想定される用途 • ヒトへの臨床応用を目指したバイオ医薬品（抗体医薬品・酵素補充療法・インターフェロンなど）の、凍結保存または凍結乾燥保存時の安定化剤に利用可能である。 • タンパク質の凍結保護剤・凍結乾燥保護剤として一般的なBSAなどは、医薬品添加物として使用することができない。 • 使用直前に取り除く必要がない、そのまま使える凍結保護剤、という新たなコンセプト。 9 想定される用途（イメージ） • (1) これまでにない全く新しい特徴を持つ (2) ヒトゲノム配列由来の (3) バイオ医薬品向け【凍結保護剤】 10 企業への期待 • 現行の低分子の凍結保護剤では問題解決できない、開発中ないし開発中止の医療用抗体の改質などに協力することができる。 • カスタムメイドの凍結保護剤の開発も可能。 • 本技術の応用に興味のあるバイオ医薬品を開発中のパートナー企業と協働したい。 • ライセンスアウト先も募集中である。 • 本格的な「医薬品添加剤」としての実用化を行うため、ヒト体内での毒性・安全性の評価の技術を持つ、企業との共同研究も併せて希望。 11 お問い合わせ先名古屋大学学術研究・産学官連携推進本部コーディネーター鈴木孝征 Tel: 052-747-6483 e-mail: [email protected] 名古屋大学大学院創薬科学研究科教授廣明秀一 Tel: 052-747-6879 e-mail: [email protected] 12