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k - ビジコムジャパン
BizCom Japan Proteros Kinetic & Thermodynamic Profiling サービス 2 Proteros Kinetic & Thermodynamic Profiling - 効率的な創薬のために 創薬における多様なパラメータ 近年の研究により、Best in class の薬剤を選択する基準として、従来から用いられてきた Kd 値や IC50 値の他にも、residence time*、kon、koff、ΔH などの速度論的パラメータを 用いたプロファイリングの重要性が指摘されています。 また、バイオアベイラビリティの観点から、ΔH-driven の化合物が有利であることなども 指摘され、熱力学的なプロファイリングの重要性も提唱されています。 これらのパラメータを用いたスクリーニングを研究開発の早期に実施することで、有効性 が高い薬剤を効率的に選択することが可能になり、開発の成功確率向上やコストダウン、 さらには上市後の商業的な成功につなげることも可能です。 また、化合物の構造との相関に関する情報を利用することで、効率的なリード最適化を行 うことも可能です。 しかしながら、従来の方法ではこれらのパラメータは測定系の構築に手間や時間がかかっ たり、測定に時間がかかったりすることで、ハイスループットでのスクリーニングが困難 であるなどの問題がありました。 *residence time = 1 k off Proteros Profiling Technology Proteros 社が提供する Kinetic & Thermodynamic profiling サービスでは、同社独自の Proteros Reporter Displacement アッセイ法を使用し、ハイスループットで residence time、kon、koff、 Kd、ΔH、ΔS などの値を測定することが可能です。 アッセイ法の原理 ターゲットと reporter probe が結合した複合体の溶液に、スクリーニング対象の化合物を 混合し、置換反応をシグナル変化として検出します。このシグナル変化を反応曲線として 観測することにより、化合物・ターゲット間の結合および解離の速度定数を算出可能です。 また、この reporter probe は Proteros 社により、Ｘ線結晶構造解析や構造活性相関に基づ くドラッグデザインにおける独自のノウハウを利用してターゲットごとに開発されます。 また、この方法は PPI(Protein Protein Interaction) を対象とするアッセイにも適用可能で す。 + B-Raf target kinase signal www.bizcomjapan.co.jp/KineticScreening/ reporter probe B- Raf target kinase + no signal label free compound of interest 3 Technology の概要 Proteros Reporter Assay のアドバンテージ ・ハイスループット測定：アッセイ系構築後は 1 週間あたり 1,000 化合物の測定が可能 ・スクリーニングは候補化合物のみでなく、フラグメントに対しても実行可能 ・Ｘ線結晶構造解析や構造活性相関に基づくドラッグデザインにおけるノウハウを活か したデザインにより、様々なターゲットに対して、結合サイト特異的な reporer probe の開発が可能 ・cell 抽出物を用いたスクリーニングが可能であり、生体内と類似の環境でスクリーニ ング可能 ・ターゲットや化合物の分子量に制限がない ・面倒な固定化や誘導体化などの処理が不要 ・Kd 値として 1nM ∼ 5mM と、幅広い範囲のアフィニティを持つターゲットと化合物 / フラグメントに対して適用可能 ・ITC 等の測定法と比較した場合、ターゲットタンパク質の消費量が少量 Assay ギャラリーと assay 系の構築 Proteros 社で構築済みのアッセイ系を利用できる場合、プロジェクトはすぐに開始するこ とができます。構築は現在も進行中であり、利用可能なアッセイ系は日々増加しております。 既存のアッセイ系を利用できないターゲットの場合、新たにアッセイ系を構築し、スクリー ニングを行うことができます。アッセイ系の最新のリストについてはお問い合わせください。 構築済み Assay 系の例 www.bizcomjapan.co.jp/KineticScreening/ 4 パラメータ導出 パラメータの導出 反応曲線のフィッティングにより見かけの反応速度を、平衡に達した後のシグナルを検出 することにより、probe の置換割合を計算します。これらの濃度依存性を調べることによ り、kon 、k off 、 IC50 、 K d およびΔG が導出できます。 probe binding [AU] さらに温度変化によるΔG の変化を調べることでΔH およびΔS を求めることが可能です。 曲線の色は化合物の濃度 を変えた測定であること を示しています。 time [sec] kinetic parameters thermodynamic parameters -kobs x t 濃度 A2 濃度 A1 濃度 A3 time [sec] Probe Displacement [%] Probe Binding [%] exponential fit: B + A x e 温度 T1 温度 T2 温度 T3 compound [µM] IC50, Kd, obs residence time ∆ G [kJ/mol] koff, obs [1/s] ΔG slope: kon 傾き y 切片 compound[μM] www.bizcomjapan.co.jp/KineticScreening/ on ΔH y 切片 傾き temperature [K] -ΔS 5 Insight from reporter displacement assay Residence time & Affinity 比較 Kd のみに偏重することなく、Residence time も同時に比較することにより、より有効性 が高い化合物を効率的に選択することが可能です。 residence time [min] Affinity HDAC2 1200 Residence time 1000 800 600 400 200 0 Thermodynamic Signature 従来のように Kd のみではなく、ΔH をも考慮することで、Kd のみを考慮した場合に得ら れる化合物に多くみられる低い溶解度、低い生体内での安定性、低い経口摂取時の力価等 の問題が解決される場合があります。 ∆H ∆G J/mol -T x ∆S hits out of a compound/fragment screen Kinetic Map 測定した kon、koff を 2 軸としてマッピングすることにより、各化合物 / フラグメントに 関する、構造活性相関、構造速度相関、阻害活性などを一目で知ることが可能であり、 increase of residence time koff [1/s 1/µM] アフィニティと residence time 両方を同時に最適化するために有用な情報が得られます。 BIRB 796 Compound 5 kon [1/s 1/µM] Kinetic Selectivity ターゲットタンパク質およびターゲット以外のタンパク質を用いてアッセイ系で測定を行う ことにより、kinetic から見た相互作用の特異性を見ることが可能です。この結果を用いる と望まないタンパク質への影響やそれにより予測される毒性を知ることが可能です。 www.bizcomjapan.co.jp/KineticScreening 6 サービスの活用 プライマリー & セカンダリースクリーニング Proteros Reporter Replacement Assay では、ハイスループットで Kd、IC50、residence time、kon、koff、ΔH などの測定が可能です。スクリーニング候補物質に関してこれらのパ ラメータを測定し、Kd だけではなく residence time やΔH をも考慮することで、効率的な スクリーニングが短時間で可能となります。 化合物のプロファイリング 化合物に対して各種パラメータの測定を行うことで、どのパラメータに関して改善の余地が あるか、また構造との関係を調べることにより、リード最適化の際の戦略を立てる際に有用 な情報が得られます。 サイト特異的なフラグメントの同定 フラグメントを用いた測定により、目的サイトへ効果的に結合するフラグメントを同定す ることが可能です。このフラグメントを用いてコンパウンドの構造を設計することで、よ り効率的な設計が可能となります。 リード最適化 有効性が高い化合物のターゲット中における作用部位を決定し、部位特異的なプローブを 開発した後、このプローブを用いたアッセイ系でのフラグメントのスクリーニングを行う ことにより。コア部分の最適化をすることも可能です。 また、得られた一連の化合物に対して kinetic map を作成することにより、阻害活性や反 応速度と構造の相関を見出すことで、効率的な最適化が可能となります。 候補化合物の選択 最適化された候補化合物に対し、ターゲットタンパク質および有効性や毒性の発現に重要 な役割を果たすタンパク質との相互作用を Kd および residence time 等を基準にして調べ ることで、生体内での有効性発現への影響や望まない反応による副作用等の可能性を事前 に知ることができます。 また、Proteros Reporter Replacement Assay は細胞抽出物を用いての測定も可能であり、 より生体内に近い環境での化合物の有効性・副作用の予測に役立つデータを取得すること が可能です。 www.bizcomjapan.co.jp/KineticScreening/ 7 サービスの概略 1. 実験デザイン お客様のターゲットおよび化合物の分子量や物性などの情報をもとにして、測定す るパラメータやその有効な活用のための分析方法などについて検討および討議をさ residence time [min] HDAC2 せて頂き、実験のデザインを決定致します。例えばより後期の開発では、精度を上 1200 げるためにに測定回数や測定化合物濃度や測定温度を増やすことも可能です。 1000 800サービスのご提供に際し、化合物の構造に関する詳細な情報は不要です。 600 2. 化合物のお預かり 400 200 0お客様より化合物をお預かりします。化合物の輸送・保管に際しては細心の注意を 払い、化合物およびそれに関する情報の外部への流出を防いでおります。 3. ターゲットおよびプローブ化合物のデザインと生産 Proteros 社で既に構築済みのアッセイ系を使用できる場合、この過程は不要です。 構築済みアッセイ系を使用できない場合、あるいは新たにデザインを希望される場 合、ターゲットタンパク質のデザインと生産およびターゲットタンパク質サイト特 異的プローブのデザインと合成を行います。 4. テスト測定と結果のバリデーション Proteros Reporter Displacement アッセイでの kinetic パラメータの測定結果と、 お客様が従来お使いの方法で測定した結果の整合性を保証するため、アッセイ系の 選択または開発後にテスト測定を行うことが可能です。テスト結果は SPR を使用し た方法により得られた値と整合性があることを保証致します。 5. パラメータ測定 通常の測定では分光器を用いたプローブからのシグナル変化を測定し、パラメータ を導出します。 Thermodynamic profiling では、2 次的な絞り込みのために ITC を利用した測定を 承ることも可能です（オプション）。 5. 結果の解析と報告書作成 測定の結果を解析し、事前に合意した内容の報告書を作成します。測定の結果を利 用した化合物の最適化戦略について Proteros 社の専門家からアドバイスを受けるこ とも可能です（オプション）。 ＊プロジェクトに要する期間は創薬のフェーズや化合物・ターゲットの数によって異なります。 www.bizcomjapan.co.jp/KineticScreening 権利とライセンス 本サービスで得られた化合物に関する権利およびサービスの過程で新たに得られた情報は全てお客様に帰属致します。 ただし、 アッセイで用いるプローブに関する権利はProteros社に帰属致します。 詳細につきましてはお問い合わせください。 Proteros biostructure GmbH社について Proteros biostructure GmbH社は1999年にドイツのミュンヘンにおいてDr. Robert Hube（ r 1988年度ノーベル化学賞受賞者） ら によって設立され、 タンパク質結晶解析やフラグメントベース創薬等における革新的な技術を有した企業として知られています。 同社は2010年に独自の技術をもとにしたKinetic Screeningサービスを立ち上げ、事業範囲を拡大しております。同社は世界のトッ プ製薬企業・バイオ企業との技術提携の実績を持ち、全世界で70社以上の企業とのプロジェクトが進行中です。 プロジェクト中の秘密情報について プロジェクトに関する具体的なお話に入る前に秘密保持を交わしますため、お客様に関する一切の情報は秘密として保持されま す。お客様のニーズに合致した結果をご提供するため、最初のご要望ヒアリング後はProteros社担当者を交え、随時ご討議させて 頂きながらカスタマイズされたプロジェクトをご提供致しますが、 この際にもお客様に関する一切の情報は秘密として保持されま す。 詳細に関しましてはお問い合わせください。 サービスの価格について サービスご提供価格はターゲットの数、探索対象化合物の数等により異なります。 また、期間単位契約により、 ターゲットおよび探索対象化合物の数に依存しないご提供形態も御座います。 詳細に関しましてはお問い合わせください。 UK Sales Office, Oxford US Sales Office, San Diego, CA US Sales Office, Gaithersburg, MA お問い合わせ 株式会社 ビジコムジャパン 〒108-0047東京都港区高輪3-12-4-103 電話：03-6277-3233 email：[email protected] Head Quarter, Munich Japan