WO2005054468A1 - 抗糖尿病剤の標的タンパク質及び対応する新規抗糖尿病剤「インスフル」 - Google Patents

抗糖尿病剤の標的タンパク質及び対応する新規抗糖尿病剤「インスフル」 Download PDF

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WO2005054468A1
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protein
carbon atoms
thiazolidine derivative
group
amino acid
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PCT/JP2004/016996
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Yorimasa Suwa
Tsuyoshi Yamada
Hironori Osaki
Minoru Furuya
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Reverse Proteomics Research Institute Co., Ltd.
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • G01N33/68Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving proteins, peptides or amino acids
    • G01N33/6893Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving proteins, peptides or amino acids related to diseases not provided for elsewhere
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    • G01N2800/04Endocrine or metabolic disorders
    • G01N2800/042Disorders of carbohydrate metabolism, e.g. diabetes, glucose metabolism

Definitions

  • the present invention relates to a known target protein of an antidiabetic agent and a method for screening a novel antidiabetic agent using the protein.
  • Diabetes mellitus includes insulin-dependent diabetes mellitus (type 1), which is caused by a marked decrease in insulin secretion, and insulin-nondependent diabetes mellitus (2) in which insulin secretion is maintained to some extent but is still lacking. Type). The increase in patients with type 2 diabetes is particularly pronounced, with 10% of people over the age of 40 being said to be affected. In Japan, more than 90% of diabetes patients are type 2 diabetic patients. Type 2 diabetes is characterized by insulin deficiency and insulin resistance. Insulin deficiency in type 2 diabetes is due to the following etiologies:
  • Insulin resistance not only plays a major role in the development of type 2 diabetes, but has also been linked to hypertension, obesity, and hyperlipidemia. Recently Diabetes Prevention ⁇ In treatment, insulin resistance is of particular importance. Insulin resistance means a state in which sufficient action cannot be exerted on the target tissues such as liver, muscle, and adipose tissue even if insulin is present in the blood. Insulin resistance requires more than normal amounts of insulin because insulin sensitivity is reduced and normal insulin action is impaired. In obese patients with essential hypertension, insulin sensitivity has been reported to be reduced by 30 to 40%, and in the case of obesity, the sensitivity is further reduced. Therefore, insulin resistance is reported to be 50-60% for essential hypertension as a whole, 70-80% for obesity, and 80% for those with high fasting triglycerides.
  • Insulin resistance includes genetic factors, obesity, diabetes (especially non-insulin-dependent diabetes with obesity), overeating, lack of exercise, stress, pregnancy, infection, aging, and long-term use of steroids. And other environmental factors are involved. Insulin resistance is caused by a normal decrease in insulin receptor on the cell surface or a decrease in tyrosine kinase activity due to abnormalities in the insulin receptor gene, although the insulin binding capacity of the insulin receptor is normal. It also induces autoantibodies to the insulin receptor, causing insulin resistance.
  • the expression of insulin resistance is seen in the form of hypersecretion of insulin from j8-cells of the spleen and! / ⁇ ⁇ . That is, since a living body overcomes insulin resistance and secretes a large amount of insulin, the blood insulin level increases, and hyperinsulinemia is often seen in general.
  • 1-a sulfolurea agent tolptamide (hexstrastinone etc.), chlorpropamide (diabinez et al.), Acetohexamide (dimerin), tolazamide (trinase), glycloviramide (demeline S), dalibenclamide (oidalcon, Darnil et al.), Dali clazide (Dali micron et al.)
  • Insulin resistance improving agent 1. Insulin resistance improving agent:
  • 3-aa-Darcosidase inhibitor acarbose (darcobium), voglibose (basin)
  • acarbose diarcobium
  • voglibose basic
  • Sulfonylurea is the drug most commonly used in babies who have been diagnosed with diabetes, but inadequate exercise and diet can prematurely exhaust pancreatic fatigue. It has been pointed out that ⁇ -dalcosidase inhibitors do not have a sufficient effect on blood glucose levels.
  • thiazolidine derivatives do not involve insulin secretion stimulating action unlike sulfonylurea agents, but maintain the function of splenic) 8-cells, enhance insulin sensitivity in the living body, and increase in glucoseuria. Insulin improves insulin resistance in target organs, promotes peripheral glucose utilization, suppresses hepatic glucose release, and exhibits hypoglycemic action.
  • the thiazolidine derivative acts after the insulin binding portion of the insulin receptor to reduce insulin resistance, suppresses hepatic glucose production, increases glucose utilization in peripheral tissues, and lowers blood glucose. This effect is presumed to be due to normalization of the intracellular insulin signaling mechanism, which is the main cause of insulin resistance, but its molecular target has not been completely elucidated.
  • Diabetes is a disease in which a plurality of genetic mutations and environmental problems accumulate. Even though the symptoms are similar, there are individual differences in the root cause.
  • PPAR y, the j83 adrenergic receptor, and adiponectin are genes that have been identified as genetic predispositions for diabetes. The three abnormalities Each exacerbates insulin resistance. Determining the molecular targets of antidiabetic drugs is also important in developing personalized medicine based on patient genetic information.
  • Tokubi Reference 1 WY FUJIMOTO he importance of insulin resistance in the pathogenesis of type 2 diabetes mellitus. Am. J. Med., Apr 2000; 108 Suppl. 6a: 9S-14S
  • Non-Patent Document 2 M Diamant and RJ Heine "Thiazolidinediones in type 2 diabetes mellitus: current clinical evidence Drugs, Jan 2003; 63 (13): 1373-1405
  • antidiabetic agents such as thiazolidine derivatives show high and efficacy against insulin resistance, but the pharmacological mechanism of action has been elucidated! / What! /,is the current situation. If the mechanism of pharmacological action of antidiabetic drugs such as thiazolidine derivatives, especially the molecular targets of thiazolidine derivatives, becomes clear, the development of new drugs with clearer pharmacological actions becomes possible.
  • an object of the present invention is to clarify the molecular targets of antidiabetic drugs such as thiazolidine derivatives and to provide a novel antidiabetic drug screening method.
  • the present invention includes the following.
  • a target protein for an antidiabetic agent which is shown in the following (a) or (b):
  • the target protein according to (1) which is a ⁇ -tubulin ′ ring complex protein.
  • a screening method for an antidiabetic agent comprising:
  • An antidiabetic agent that is screened by the screening method according to any one of (9) to (12) and is mainly composed of a substance that interacts with the above protein.
  • R is hydrogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl having 3 to 7 carbon atoms
  • a group consisting of a kill group, a phenylalkyl group having 7 to 11 carbon atoms, a phenyl group, nitrogen, oxygen and sulfur is also selected. It is a 5- or 6-membered hetero ring containing 1 or 2 hetero atoms. . L
  • 1 and L are the same or different and are each a hydrogen or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms
  • L and L are a cycloalkyl having 2 to 6 carbon atoms formed together.
  • R is hydrogen, and L and L are 2 to 6 carbon atoms formed together.
  • R is an alkyl group having 11 to 10 carbon atoms
  • L and L are
  • a pharmaceutical composition comprising the thiazolidine derivative according to any one of (14) to (18) and / or a pharmacologically acceptable salt thereof as an active ingredient.
  • R represents hydrogen, carbon number 1
  • a group consisting of an alkyl group having 10 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 7 carbon atoms, a phenylalkyl group having 7 to 11 carbon atoms, a phenyl group, nitrogen, oxygen and sulfur is also selected. It is a 5- or 6-membered hetero ring containing atoms.
  • 1 and L are the same or different and are each a hydrogen or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms
  • X is MeSO, p-toluenesulfonyU iodine, bromine, chlorine and hydroxyl
  • a method for producing a thiazolidine derivative comprising subjecting a compound represented by the formula to a condensation reaction.
  • a target protein and a gene encoding the protein that can be used for screening a novel antidiabetic agent. Further, according to the present invention, a screening method for an antidiabetic agent can be provided by using the target protein.
  • FIG. 1 is a characteristic diagram showing the results of an interaction analysis between pioglitazone and a FLJ14797-derived protein.
  • FIG. 2 is a view showing an alignment between the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 and the amino acid sequence of NP_055259.1.
  • the protein according to the present invention is a protein that interacts with an antidiabetic agent.
  • This protein exhibits an interaction with a thiazolidine derivative (specifically, pioglitazone), which is a kind of antidiabetic drug.
  • a thiazolidine derivative specifically, pioglitazone
  • the structural formula of pioglitazone is shown below.
  • Examples of antidiabetic agents that interact with the protein according to the present invention include thiazolidine derivatives.
  • the thiazolidine derivative include compounds having a structural formula similar to the above structural formula and having the same pharmacological action as pioglitazone.
  • the thiazolidine derivative with which the protein interacts is not limited to pioglitazone, and examples thereof include rosiglitazone, trogeritazone, ciglitazone and the like.
  • the protein according to the present invention is, for example, a protein having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2.
  • the protein according to the present invention is not limited to the protein having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, and one or more amino acids are substituted, deleted, inserted or substituted in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2. It also contains proteins that have an amino acid sequence and that interact with thiazolidine derivatives.
  • amino acid substitutions, deletions or insertions are limited as long as the function is maintained. Although not limited, specifically, in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, 110, preferably 110, and more preferably 115 amino acids have been substituted, deleted or inserted. It may be an amino acid sequence.
  • the protein according to the present invention comprises an amino acid sequence having 50% or more, preferably 70% or more, more preferably 90% or more homology in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2,
  • the protein may interact with a thiazolidine derivative.
  • the numerical value of the homology is obtained, for example, by executing a command of the Maxim Matching method using DNASISS (Hitachi Software Engineering) which is sequence analysis software. The parameters at this time are set to the default settings (initial settings).
  • the protein represented by SEQ ID NO: 2 was submitted to NEDO (New Energy and Industrial Technology Development Organization) Protein cDNA Structural Analysis Project (Http: ⁇ www.nedo.go.jp / bip /). It is encoded by cDNA registered as FLJ14797 and exhibits high homology (93%) with Swiss-Prot Q9USQ2, GenBank AAH09870.1 and ReSeq NP_055259.1. An alignment between the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 and the amino acid sequence of NP_055259.1 is shown in FIG.
  • NEDO New Energy and Industrial Technology Development Organization
  • AAH09870.1 and ReSeq NP_055259.1 are known as gamma tubulin 'ring complex protein GCP4 gene (Fava, F et al., Human 76p: A new member of the gamma-tubulin-associated protein family, J. Cell Biol. 147 (4), 857-868 (1999)). Therefore, the protein according to the present invention is also considered to be a protein having a very high functional similarity to the ⁇ -tubulin 'ring complex protein GCP4.
  • the gene encoding the protein according to the present invention has been published in WO0204514, but its function is unknown, and prior to the present invention, the gene encoding a protein exhibiting an interaction with a thiazolidine derivative was used. Is not known to be.
  • the gene according to the present invention that is, cDNA encoding the protein according to the present invention
  • the base sequence of (FLJ14797) includes, for example, the base sequence shown in SEQ ID NO: 1.
  • the base sequence is not limited to this base sequence.
  • it may be a base sequence in which codons are changed so as to encode the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 in the base sequence shown in SEQ ID NO: 1.
  • the base encoding the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 The gene according to the present invention also includes a base sequence consisting of a base sequence that hybridizes to a base sequence complementary to the sequence under stringent conditions and encoding a protein that interacts with a thiazolidine derivative. .
  • hybridize under stringent conditions refers to, for example, 6 ⁇ SSC, 0.
  • the causes of the lack of insulin action in diabetes are roughly classified into two mechanisms: a decrease in insulin secretion from the spleen and a decrease in insulin sensitivity (insulin resistance) in the liver and muscle.
  • Action in muscles and muscles is based on the following intracellular mechanisms. That is, when insulin binds to the insulin receptor on the cell surface, tyrosine kinase is activated and autophosphorylation of the insulin receptor occurs.
  • the intracellular substrate IRS-1 binds to phosphorylated tyrosine of the insulin receptor, and the tyrosine of IRS-1 is phosphorylated by the insulin receptor.
  • PI3 kinase binds to phosphorylated tyrosine of IRS-1 and is activated. The activated PI3 kinase phosphorylates PI to PI (3) P and PI (4) P to PI (3,4) P2 and PI (3,4,5) P3.
  • the intracellular signal by PI3 kinase is transmitted to vesicles containing GLUT4, for example.
  • the centrosome is the center of microtubule formation that is present in almost all animal cells.It is located outside the nuclear envelope during the interphase of the cell cycle, but is doubled and bisected during the interphase. At the onset of mitosis, they move on both sides to become the two poles of the spindle. Kapeller Suggest that PI3 kinase may influence the proliferation of adipocytes and the like through microtubule formation induced by insulin stimulation.
  • the protein according to the present invention is considered to be a protein having a very high functional similarity to the ⁇ -tubulin 'ring complex protein GCP4. Possibility of enhancing the binding between ⁇ tubulin and ⁇ 3 kinase.
  • PPAR peroxisome proliferator-activated receptor
  • PPAR peroxisome proliferator
  • PPAR has subtypes, such as PPARa, PPARjS (also called PPAR ⁇ or NUC1) and PPAR ⁇ (there are PPAR ⁇ 1 and PPAR ⁇ 2 depending on the difference between the transcription initiation site and alternative splicing). being called.
  • the ability of a chemical substance (ligand) to activate PPAR varies by subtype, and the expression of each subtype varies greatly from tissue to tissue.
  • PPAR is highly expressed in the liver, myocardium, intestine and renal proximal tubule.
  • 8 is expressed in a wide range of tissues, and its level may be higher than ⁇ and ⁇ .
  • PPARy is mainly expressed in adipose tissue and the immune system.
  • PPARa As the target gene of PPAR is revealed, PPARa is mainly found in the liver and heart muscle. Has been found to regulate the expression of various genes involved in lipid oxidization. On the other hand, PPARy is highly expressed in adipose tissue and has a function as a transcription factor at the end of adipocyte differentiation in white adipose tissue. PPARy2 was cloned as a component of ARF-6, a specific transcription factor that transactivates the fatty acid-binding protein aP2 in adipocytes.
  • PPARy2 / RXR ⁇ also induces adipocyte-specific expression of phosphoenolpyruvate carboxykinase (PEPCK), resulting in glycerol production.
  • PEPCK phosphoenolpyruvate carboxykinase
  • adiponectin which was discovered as a product of a gene highly expressed specifically in adipocyte tissue, is also considered to be one of the important causes of insulin resistance in obesity and type 2 diabetes. This is based on the fact that adiponectin expression is enhanced in PPARy hetero-deficient mice with good insulin sensitivity, and that the adiponectin gene is a major disease susceptibility gene for type 2 diabetes in Japanese. Adiponectin is a major insulin-sensitive hormone derived from white adipocytes, and supplementing adiponectin improves insulin resistance in lipoatrophic diabetes.
  • adiponectin is expected to act as an anti-glycemic factor in vivo.
  • administration of adiponectin increases the expression of factors related to fatty acid burning and energy waste.
  • pioglitazone interacts with the ⁇ tubulin 'ring complex-TOG-PPARa through binding to the ⁇ -tubulin' ring complex.
  • the action of adiponectin may be mimicked to improve insulin resistance in patients with type 2 diabetes.
  • piodaritazone enhances the interaction between the ⁇ tubulin 'ring complex-TOG-PPAR y and increases PPAR ⁇ . There is also a possibility of activating.
  • the present inventors have found that one of the molecular targets of the thiazolidine derivative is the ⁇ -tubulin 'ring complex, and the thiazolidine derivative is capable of binding to the ⁇ 3 kinase through binding to the ⁇ -tubulin ring complex. It has been found that by enhancing the action of the signal and / or PPAR ⁇ , insulin sensitivity may be improved and a therapeutic effect on insulin resistance may be exhibited.
  • a novel antidiabetic drug screening method can be established using the protein according to the present invention.
  • the screening method after the step of bringing the protein according to the present invention into contact with a screening candidate substance, the presence or absence of an interaction between the candidate substance and the protein is determined. Detecting.
  • Screening candidate substances are not particularly limited !, but include various low molecular weight compounds and proteins.
  • the method for bringing the screening candidate substance into contact with the protein of the present invention is not particularly limited, and any method known as a method for analyzing the interaction between two molecules of the candidate substance and the target substance can be used. Can be used.
  • a device that performs real-time interaction analysis that applies the principle of Surface Plasmon Resonance (SPR), such as a method using a Biacore 3000 (manufactured by Biacore) or an unmodified and unfixed device
  • SPR Surface Plasmon Resonance
  • a technique for analyzing two kinds of molecular interactions a technique using chromatography (US Pat. No. 4,762,617) can be exemplified.
  • surface plasmon resonance methods such as a crystal oscillator, coupled waveguide plasmon resonance method, two-sided polarization interferometry, calorimetry method, centrifugal sedimentation method, capillary electric swimming method, energy transfer method, Methods such as a fluorescence deflection method, a fluorescence correlation analysis method, a protein chip, and a compound chip can also be appropriately used.
  • the candidate substance determined to have an interaction with the protein of the present invention by this screening method was screened as a novel antidiabetic drug having the same pharmacological action mechanism as the thiazolidine derivative. Become.
  • a thiazolidine derivative represented by the following general formula (I) was identified as a candidate substance for an antidiabetic drug.
  • the compound represented by the following general formula (I) is a novel substance.
  • R is hydrogen, carbon number 1
  • a group consisting of an alkyl group having 10 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 7 carbon atoms, a polyalkyl group having 7 to 11 carbon atoms, a phenyl group, nitrogen, oxygen and sulfur is also selected. It is a 5- or 6-membered hetero ring containing a hetero atom.
  • 1 and L are the same or different and are each a hydrogen or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms
  • n any integer from 1 to 5.
  • the compound represented by the above formula (I) is not limited to the above-mentioned A-1, and examples thereof include the following formulas A-2 and A-3.
  • the compound strength is also 2- (1-methyl-cyclohexyl) -ethanol (
  • the compound (2) also has 5- ⁇ 4- [2- (1-methyl-cyclohexyloxy) -ethoxy] -benzyl ⁇ -thiazolidine-2,4-dione (A -1) is synthesized.
  • tributylphosphine (234 mg, 1.1 mmol) is added to a toluene (2 mL) solution of the compound (158 mg, 1.0 mmol), and the mixture is stirred for 20 minutes. Subsequently, the solution was treated with 5- (4-hydroxy-benzyl) -thiazolidine-2,4-dione (246 mg, l.lmmol) and 1,1, -azobis ( ⁇ , ⁇ , -dimethylformamide) (200 mg , l.lmmol) in toluene (2 mL) at room temperature and stir overnight. After the stirring, ethyl acetate is further added, and the residue is filtered off on celite.
  • the novel compound represented by the general formula (I) may be a pharmacologically acceptable salt!
  • “Pharmacologically acceptable salts” include, for example, salts of inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid or phosphoric acid; salts of organic acids such as paratoluenesulfonic acid, methanesulfonic acid, oxalic acid or citric acid; Salts of organic bases such as dimethyl, trimethylammonium or triethylammonium; salts of alkali metals such as sodium or potassium; quaternary salts with alkyl halides such as methyl iodide, methyl iodide; and Of alkaline earth metals such as calcium or magnesium Salts and the like can be mentioned.
  • the novel conjugate (I) includes a hydrate thereof, and may have any number of water molecules coordinated to the compound (I).
  • the novel compound (I) includes its prodrug and has a meaning.
  • a prodrug is a derivative of a novel compound (I) that has a group that is metabolically degraded in vivo, and exhibits pharmacological effects by being converted into a new compound (I) by metabolic processes in vivo. Compound. Methods for selecting and producing suitable prodrug derivatives are described, for example, in Design of Prodrugs, Elsevier, Amsterdam 1985.
  • the novel conjugate (I) when the novel conjugate (I) has a carboxy, an ester derivative produced by reacting the carboxy with an appropriate alcohol, or by reacting the carboxy with an appropriate amine Prodrugs such as amide derivatives to be produced are exemplified.
  • a prodrug such as an acyloxy derivative produced by reacting the hydroxy with an appropriate acyl halide or an appropriate acid anhydride is used.
  • a prodrug such as an amide derivative produced by reacting the amino with an appropriate acid halide or an appropriate mixed anhydride is used. Is exemplified.
  • novel compound (I) When the novel compound (I) has an asymmetric carbon atom, it includes a racemic form, both enantiomers, and all stereoisomers (diastereomers).
  • novel conjugate (I) when the novel conjugate (I) has a double bond, the substituent arrangement of the double bond includes any of geometric isomers, if any.
  • the novel compound (I) as described above is a pharmaceutical composition having an effect as a novel antidiabetic drug.
  • the pharmaceutical composition When the pharmaceutical composition is administered as an antidiabetic drug, it can be administered orally or parenterally. Oral administration may be carried out in a usual dosage form such as tablets, granules, powders, capsules, pills, solutions, syrups, nocals, or sublinguals according to a conventional method.
  • any commonly used dosage form such as injections such as intramuscular administration and intravenous administration, suppositories, transdermal absorbers, and inhalants, can be suitably administered.
  • various pharmaceutical additives such as excipients, binders, wetting agents, disintegrants, lubricants, and diluents suitable for the dosage form are required for the effective amount of the pharmaceutical composition.
  • Mixed according to the pharmaceutical formulation can do.
  • the preparation may be prepared by sterilizing with an appropriate carrier.
  • lactose sucrose, glucose, starch, calcium carbonate or crystalline cellulose, etc .
  • a binder methylcellulose, carboxymethylcellulose, hydroxypropylcellulose, gelatin or polybutylpyrrolidone
  • examples thereof include carboxymethylcellulose, sodium carboxymethylcellulose, starch, sodium alginate, powdered agar, and sodium lauryl sulfate.
  • the lubricant include talc, magnesium stearate, and macrogol.
  • cocoa butter, macrogol, methyl cellulose, or the like can be used.
  • a solubilizing agent, a suspending agent, an emulsifier, a stabilizing agent, a preservative, an isotonic agent and the like which are ordinarily used are appropriately used.
  • a flavoring agent, a fragrance and the like may be added.
  • the dose of the novel diagonal compound (I) as an antidiabetic drug is desirably set in consideration of the patient's age, body weight, type and degree of disease, administration route, and the like.
  • the dose is usually 110 mgZkgZ days, preferably 5-30 mgZkgZ days.
  • the strength varies greatly depending on the administration route. It is usually 0.1 to 10 mg / kgZ day, preferably within the range of 11 to 5 mgZkgZ day. It may be administered once a day in several divided doses.
  • An entry vector was obtained by subjecting the target gene of the human full-length cDNA clone to a BP reaction with the PCR cloning vector GatewaypDONR201 using Invitrogen's Gateway system according to the protocol of the kit.
  • the Gateway system is used as the destination vector for the Gateway system based on PEU3-NII (Toyobo), which is adapted to the cell-free protein synthesis system (PROTEIOS) using wheat germ extract from Toyobo Co., Ltd.
  • a BP reaction was carried out according to the protocol using Invitrogen's Gateway system, transformed into Escherichia coli competent cell DH5a, and a clone into which the expression vector was introduced was selected. Plasmids were prepared from the obtained clones using QIAfilter Midi kit (Qiagen) according to the protocol of the kit. The resulting plasmid was subjected to phenol-cloth form treatment in accordance with the protocol of PROTEIOS (Toyobo Co., Ltd.) to inactivate RNase to obtain a purified expression plasmid.
  • QIAfilter Midi kit Qiagen
  • Recombinant protein was synthesized by a cell-free protein synthesis system (PROTEIOS) using a wheat germ extract of Toyobo Co., Ltd.
  • MRNA was prepared from the expression plasmid obtained by the method described in 1. above according to the PROTEIOS protocol.
  • a protein was synthesized in two wells of a 96-well microtiter plate according to the protocol of PROTEIOS. The synthesized protein was subjected to high-speed centrifugation to remove the precipitate, and the obtained soluble fraction was immobilized with an anti-FLAG tag antibody.
  • ANTI-FLAG M2 Affinity Gel SIGMA
  • a CM5 sensor chip for S51 commercially available from Biacore Inc. was subjected to NTA siding on the surface of the sensor chip using 1M EDC, 1.33M NHS and 16 mg / ml AB-NTA (pH 9.2) to obtain an NTA sensor chip for S51.
  • a protein expressed in a wheat germ system and purified with a FLAG tag was immobilized thereon. Immobilization is 0.5M NiCl
  • Ethanolamine, pH 8.5 was sequentially injected into the flow system of Biacore S51.
  • the running buffer used for immobilization was PBS (pH 7.4).
  • the following Assay was performed using a sensor on which the ligand was immobilized.
  • HBS (10 mM HEPES, 150mM NaCl, pH7.6), 0.005% P0, lOOuM mineral ion cocktail (Ca (OAc), Zn (OAc)
  • the Compound Characterization Assay program was performed to measure the interaction between the immobilized ligand (protein) and the analyte (compound; 62.5uM-0.244uM), and analyzed using the dedicated software.
  • Fig. 1 The results shown in Fig. 1 clearly show that pioglitazone interacts with the FLJ14797-derived protein. Therefore, the FLJ14797-derived protein was found to be a target protein of pioglitazone (thiazolidine derivative), which is known as an antidiabetic drug.
  • a novel antidiabetic agent can be screened by reacting the FLJ14797-derived protein with a screening candidate substance. That is, a novel antidiabetic drug can be screened by constructing a system that detects the interaction between the FLJ14797-derived protein and the candidate substance by, for example, the method of Reference Example 2.
  • Example 1 Mutual interaction between the FLJ14797-derived protein and each compound was performed in the same manner as in Example 1 except that the compounds A-1, A-2, and A-3 described above were used instead of pioglitazone used in Example 1. The effect was analyzed. Table 1 shows KD values calculated in the same manner as in Example 1.

Abstract

 チアゾリジン誘導体等の抗糖尿病剤の分子標的を明らかにする。  スクリーニング候補物質を以下の(a)又は(b)に示すタンパク質に接触させる工程と、 (a)配列番号2に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質 (b)配列番号2に示されるアミノ酸配列において、1又は複数個のアミノ酸が欠失、置換、付加又は挿入されたアミノ酸配列からなり、抗糖尿病剤と相互作用するタンパク質  上記候補物質と上記タンパク質との相互作用を検出する工程と、を備える抗糖尿病剤のスクリーニング方法。

Description

明 細 書
抗糖尿病剤の標的タンパク質及び対応する新規抗糖尿病剤「インスフル
J
技術分野
[0001] 本発明は、公知の抗糖尿病剤の標的タンパク質及び当該タンパク質を用いた新規 抗糖尿病剤のスクリーニング方法に関する。
背景技術
[0002] 糖尿病患者は WHOの推計によれば、現在(2003年)世界中で 1億 5000万人であり、 2025年には 3億人に達するといわれている。現在の米国では人口の 6%が糖尿病を罹 患しており、糖尿病が原因となる合併症対策コストを合わせた関連医療費は 97年に は 980億ドルに達して ヽる。世界における経口血糖降下剤の巿場は 8000億一 9000億 円と推定され、 2010年には 2兆一 3兆円に達すると 、う推定もある。
[0003] 日本では 98年の調査で患者数 690万人であり、インスリンの効き目が低下し、糖尿 病の予備軍とされる耐糖能異常を示す人を合わせると 1370万人に達した。糖尿病の 薬物療法にはインスリンのような注射型剤のほかに経口型薬剤がある力 合計は 1800 億一 2100億円と推定される。
[0004] 糖尿病には、インスリン分泌が著しく低下したことによって発症するインスリン依存型 糖尿病(1型)と、インスリン分泌はある程度保たれているものの、なお不足しているィ ンスリン非依存型糖尿病(2型)とがある。 2型糖尿病患者の増加は特に著しぐ 40歳 以上の人の 10%が罹患していると言われている。わが国では糖尿病の 90%以上がこ の 2型糖尿病患者である。 2型糖尿病は、インスリン分泌不全とインスリン抵抗性とに よる病態を特徴とする。 2型糖尿病におけるインスリン作用不足は次の病因による。
[0005] '脾|8—細胞力 のインスリン分泌不足
•肝からの糖の放出の亢進
'筋や脂肪組織など末梢組織でのインスリン抵抗性
2型糖尿病の発症に対して、インスリン抵抗性は大きく関与しているのみならず、高 血圧、肥満、高脂血症などとの関連性も指摘されている。最近になって糖尿病予防 · 治療においてインスリン抵抗性は特に重視されている。インスリン抵抗性は、血中に インスリンが存在していても、標的組織である肝、筋肉、脂肪組織などにおいて十分 な作用が発現できない状態を意味している。インスリン抵抗性は、インスリンの感受性 が低下し、正常なインスリン作用が阻害されているので、通常以上の量のインスリンを 必要とする。肥満のな 、本態性高血圧患者にぉ 、てインスリン感受性は 30— 40%の 低下と報告されており、肥満のある場合はさらに感受性は低下する。従って、インスリ ン抵抗性は本態性高血圧全体では 50— 60%、肥満を伴う場合は 70— 80%、空腹時 中性脂肪高値を伴う場合は 80%が認められるとされている。
[0006] インスリン抵抗性には、遺伝因子のほか、肥満、糖尿病(特に肥満を伴ったインスリ ン非依存型糖尿病)、過食、運動不足、ストレス、妊娠、感染症、加齢、ステロイドの 長期使用などの環境因子が関わっている。インスリン抵抗性は、インスリン受容体の インスリン結合能は正常だが、インスリン受容体遺伝子の異常などにより、細胞表面 のインスリン受容体が高度に減少したり、チロシンキナーゼ活性が低下したために起 こる。また、インスリン受容体に対する自己抗体が生じ、インスリン抵抗性を生じること もめる。
[0007] インスリン抵抗性の発現は、脾臓の j8—細胞からのインスリン過分泌と!/ヽぅ形で見ら れる。すなわち生体はインスリン抵抗性に打ち勝つために、インスリンを多量に分泌 するので血中インスリン値が高くなり、一般に高インスリン血症が見られることが多い。
[0008] インスリン抵抗性が加わっても、脾 β 細胞のインスリン分泌予備能が十分であれ ば、代償性のインスリン分泌亢進によって作用の不足は起こらない。しかし、脾 j8—細 胞側に何らかの障害があって、インスリン分泌不足になると代償は困難となり、インス リンの作用不足が起こり高血糖をきたす。さらに高血糖が持続すると、高血糖が二次 的に脾のインスリン分泌を抑制することになり、肝や筋でのインスリン作用も低下させ 、インスリン抵抗性を増加させるなどの悪循環を起こす。
[0009] インスリン抵抗性が長く続くと、高インスリン血症そのものが、インスリン受容体の数 を減少させたり、受容体の j8—サブユニットのチロシンキナーゼ活性を低下させる。高 インスリン血症自体力インスリン抵抗性を悪ィ匕させ、さらにインスリンの効果が低下す ることになる。 [0010] 従来開発されてきた経口抗糖尿病剤には以下のようなものがある(薬効分類: 396)
[0011] 1 'インスリン分泌促進剤:
1-aスルホ-ル尿素剤;トルプタミド(へキストラスチノン他)、クロルプロパミド(ダイヤビ ニーズ他)、ァセトへキサミド (ジメリン)、トラザミド(トリナーゼ)、グリクロビラミド (デァメ リン S)、ダリベンクラミド (オイダルコン、ダォニール他)、ダリクラジド (ダリミクロン他)
1- bスルホ-ルアミド剤;グリブゾール(グルデアーゼ)
2.インスリン抵抗性改善剤:
2- aチアゾリジン剤;トログリタゾン(ノスカール)、ピオグリタゾン
2- bビグアナイド剤;ブホルミン(ジべトン S他)、トホルミン (グリコラン、メルヒケン)
3.食後過血糖改善剤:
3- a a -ダルコシダーゼ阻害剤;ァカルボース(ダルコバイ)、ボグリボース(ベイスン) これら経口糖尿病薬には種々の問題点がある。スルホニル尿素剤は糖尿病と診断 されたばカゝりの患者に最も普通に使われる薬剤であるが、運動療法や食事療法が不 十分な場合、すい臓の疲弊を必要以上に早める。 αダルコシダーゼ阻害剤は血糖 値に対する影響が十分ではな 、と 、う指摘がある。
[0012] 一方、チアゾリジン誘導体はスルホニル尿素剤のようにインスリン分泌刺激作用を 介さず、脾の )8—細胞の機能を保ちつつ、生体のインスリン感受性を増強させて、糖 尿病状態で亢進して ヽるインスリン標的臓器でのインスリン抵抗性を改善して、末梢 での糖利用を促進し、肝での糖放出を抑制して血糖低下作用を示す。
[0013] チアゾリジン誘導体はインスリン受容体のインスリン結合部以降に作用してインスリ ン抵抗性を軽減し、肝における糖産生を抑制し、末梢組織における糖利用を高め血 糖を低下させる。この作用は、インスリン抵抗性の主因である細胞内インスリン情報伝 達機構を正常化することによると推測されるが、その分子標的は完全には明らかにな つていない。
[0014] また、糖尿病は複数の遺伝子変異、環境の問題が集積した疾患であり、症状は似 ていても、その根本原因に個人差がある。糖尿病の遺伝素因として明らかになつてい る遺伝子に PPAR y、 j8 3アドレナリン受容体、アディポネクチンがある。 3者の異常は それぞれインスリン抵抗性を増悪させる。抗糖尿病剤の分子標的を明らかにすること は、患者の遺伝情報に基づくオーダーメイド医療を開発するうえにおいても重要であ る。
特干文献 1: WY FUJIMOTO he importance of insulin resistance in the pathogenesis of type 2 diabetes mellitus. Am. J. Med., Apr 2000; 108 Suppl. 6a: 9S-14S
非特許文献 2: M Diamant and RJ Heine "Thiazolidinediones in type 2 diabetes mellitus: current clinical evidence Drugs, Jan 2003; 63(13): 1373-1405 発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0015] しカゝしながら、チアゾリジン誘導体を始めとする抗糖尿病剤は、インスリン抵抗性に 対して高 、有効性を示すが、その薬理作用機序にっ 、ては明らかになって!/、な!/、の が現状である。チアゾリジン誘導体等の抗糖尿病薬の薬理作用機序、特にチアゾリ ジン誘導体の分子標的が明らかになれば、さらに薬理作用の明らかな新規薬剤の開 発が可能となる。
[0016] そこで、本発明は、上述したような実情に鑑み、チアゾリジン誘導体等の抗糖尿病 薬の分子標的を明らかにし、新規抗糖尿病薬のスクリーニング方法を提供することを 目的とする。
課題を解決するための手段
[0017] 上述した目的を達成するために本発明者らが鋭意検討した結果、チアゾリジン誘導 体の分子標的となるタンパク質を同定することができ、当該タンパク質を用いた新規 なスクリーニング方法を開発することができ、本発明を完成するに至った。
[0018] すなわち、本発明は以下を包含する。
[0019] (1) 以下の(a)又は (b)に示され、抗糖尿病剤の標的タンパク質。
[0020] (a)配列番号 2に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質
(b)配列番号 2に示されるアミノ酸配列において、 1又は複数個のアミノ酸が欠失、置 換、付加又は挿入されたアミノ酸配列からなり、抗糖尿病剤と相互作用するタンパク 質 (2) 上記抗糖尿病剤はチアゾリジン誘導体であることを特徴とする (1)記載の標的タン パク質。
[0021] (3) 上記チアゾリジン誘導体はピオグリタゾンであることを特徴とする (2)記載の標的タ ンパク質。
[0022] (4) γチュブリン'リング複合体タンパク質であることを特徴とする (1)記載の標的タン パク質。
[0023] (5) 以下の(a)又は (b)に示され、抗糖尿病剤の標的タンパク質をコードする遺伝子
[0024] (a)配列番号 2に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質
(b)配列番号 2に示されるアミノ酸配列において、 1又は複数個のアミノ酸が欠失、置 換、付加又は挿入されたアミノ酸配列からなり、抗糖尿病剤と相互作用するタンパク 質
(6) 上記抗糖尿病剤はチアゾリジン誘導体であることを特徴とする (5)記載の標的タン パク質をコードする遺伝子。
[0025] (7) 上記チアゾリジン誘導体はピオグリタゾンであることを特徴とする (6)記載の標的タ ンパク質をコードする遺伝子。
[0026] (8) 上記標的タンパク質は γチュブリン'リング複合体タンパク質であることを特徴と する (5)記載の標的タンパク質をコードする遺伝子。
[0027] (9) スクリーニング候補物質を以下の(a)又は (b)に示すタンパク質に接触させるェ 程と、
(a)配列番号 2に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質
(b)配列番号 2に示されるアミノ酸配列において、 1又は複数個のアミノ酸が欠失、置 換、付加又は挿入されたアミノ酸配列からなり、抗糖尿病剤と相互作用するタンパク 質
上記候補物質と上記タンパク質との相互作用を検出する工程と、
を備える抗糖尿病剤のスクリーニング方法。
[0028] (10) 上記抗糖尿病剤はチアゾリジン誘導体であることを特徴とする (9)記載の抗糖尿 病剤のスクリーニング方法。 [0029] (11) 上記チアゾリジン誘導体はピオグリタゾンであることを特徴とする (10)記載の抗 糖尿病剤のスクリーニング方法。
[0030] (12) 上記標的タンパク質は γチュブリン'リング複合体タンパク質であることを特徴と する (9)記載の抗糖尿病剤のスクリーニング方法。
[0031] (13) (9)乃至 (12)いずれか 1記載のスクリーニング方法によってスクリーニングされ、上 記タンパク質と相互作用を示す物質を主成分とする抗糖尿病剤。
[0032] (14) 一般式 (I)
[化 1]
Figure imgf000007_0001
[0033] (上記式 (I)中、 Rは、水素、炭素数 1一 10のアルキル基、炭素数 3— 7のシクロアル
1
キル基、炭素数 7— 11のフエ-ルアルキル基、フエ-ル基、窒素、酸素及び硫黄から なる群力も選ばれる 1又は 2のへテロ原子を含む 5又は 6員環のへテロ環である。 L
1 及び Lは、同一又は異なり、それぞれ水素又は炭素数 1一 3のアルキル基である力、
2
若しくは、一緒になつて炭素数 2— 6のシクロアルキル基を形成する。 mは 1一 5のい ずれかの整数を表す。)で表されるチアゾリジン誘導体。
[0034] (15) 上記式 (I)中、 L及び Lは、一緒になつて形成する炭素数 2— 6のシクロアルキ
1 2
ル基であることを特徴とする (14)記載のチアゾリジン誘導体。
[0035] (16) 上記式 (I)中、 Rは水素であり、 L及び Lは一緒になつて形成する炭素数 2— 6
1 1 2
のシクロアルキル基であることを特徴とする (14)記載のチアゾリジン誘導体。
[0036] (17) 上記式 (I)中、 Rは炭素数 1一 10のアルキル基であり、 L及び Lは一緒になつ
1 1 2
て形成する炭素数 2— 6のシクロアルキル基であることを特徴とする (14)記載のチアゾ リジン誘導体。
[0037] (18) 5-{4-[2-(1-メチル -シクロへキシルォキシ) -エトキシ] -ベンジル }-チアゾリジン
-2,4-ジオンであることを特徴とする (14)記載のチアゾリジン誘導体。
[0038] (19) (14)乃至 (18)いずれか 1記載のチアゾリジン誘導体の薬理上許容される塩。 [0039] (20) (14)乃至 (18)いずれか 1記載のチアゾリジン誘導体及び/又はその薬理上許容 される塩を有効成分として含有する医薬組成物。
[0040] (21) 抗糖尿病剤であることを特徴とする (20)記載の医薬組成物。
[0041] (22) 一般式 (Π)
[化 2]
(π)
Figure imgf000008_0001
[0042] (上記式 (II)中、 Rは、水素、炭素数 1
1 一 10のアルキル基、炭素数 3— 7のシクロアル キル基、炭素数 7— 11のフエ-ルアルキル基、フエ-ル基、窒素、酸素及び硫黄から なる群力も選ばれる 1又は 2のへテロ原子を含む 5又は 6員環のへテロ環である。 L
1 及び Lは、同一又は異なり、それぞれ水素又は炭素数 1一 3のアルキル基である力、
2
若しくは、一緒になつて炭素数 2 6のシクロアルキル基を形成する。 mは 1一 5のい ずれかの整数を表す。 Xは MeSO、 p-toluenesulfonyUヨウ素、臭素、塩素及び水酸
2
基力 なる群力 選ばれる一種である。 )
で表される化合物と、一般式 (III)
[化 3]
Figure imgf000008_0002
[0043] で表される化合物とを縮合反応させる、チアゾリジン誘導体の製造方法。
発明の効果
[0044] 本発明によれば、新規抗糖尿病剤のスクリーニングに使用することができる標的タ ンパク質及び当該タンパク質をコードする遺伝子を提供することとができる。また、本 発明によれば、当該標的タンパク質を用いることによって、抗糖尿病剤のスクリーニン グ方法を提供することができる。
[0045] 本明細書は本願の優先権の基礎である日本国特許出願 2003-402164号の明細書 および/または図面に記載される内容を包含する。
図面の簡単な説明
[0046] [図 1]ピオグリタゾンと FLJ14797由来タンパク質との相互作用解析の結果を示す特性 図である。
[図 2]配列番号 2に示すアミノ酸配列と NP_055259.1のアミノ酸配列とのァライメントを 示す図である。
発明を実施するための最良の形態
[0047] 以下、本発明を詳細に説明する。
[0048] チアゾリジン誘導体に対して相互作用を示すタンパク質
本発明に係るタンパク質は、抗糖尿病剤に対して相互作用を示すタンパク質である
。このタンパク質は、特に、抗糖尿病薬の一種であるチアゾリジン誘導体 (具体的に はピオグリタゾン)に対する相互作用を示す。ピオグリタゾンの構造式を以下に示す。
[化 4]
Figure imgf000009_0001
[0049] 本発明に係るタンパク質と相互作用を示す抗糖尿病剤としては、チアゾリジン誘導 体を挙げることができる。チアゾリジン誘導体としては、上記構造式に類似の構造式 を有し、ピオグリタゾンと同様な薬理作用を有する化合物を挙げることができる。但し 、タンパク質が相互作用を示すチアゾリジン誘導体としては、ピオグリタゾンに限定さ れず、例えばロシグリタゾン、トロゲリタゾン、シグリタゾン等を例示することができる。
[0050] 本発明に係るタンパク質は、例えば、配列番号 2に表すアミノ酸配列を有するタン ノ ク質である。ここで、本発明に係るタンパク質としては、配列番号 2に表すアミノ酸 配列からなるタンパク質に限定されず、配列番号 2に表すアミノ酸配列において 1又 は複数のアミノ酸が置換、欠失、挿入又は置換されたアミノ酸配列力 なり、且つ、チ ァゾリジン誘導体に対して相互作用を示すタンパク質も含んでいる。
[0051] アミノ酸の置換、欠失あるいは挿入の数及び部位は、その機能が保持される限り制 限はないが、具体的には、配列番号 2に表すアミノ酸配列において、 1一 30個、好ま しくは 1一 10個、さらに好ましくは 1一 5個のアミノ酸が置換、欠失あるいは挿入された アミノ酸配列であってもよ 、。
[0052] また、本発明に係るタンパク質としては、配列番号 2に表すアミノ酸配列において、 50%以上、好ましくは 70%以上、さらに好ましくは 90%以上の相同性を有するァミノ 酸配列から構成され、且つ、チアゾリジン誘導体に対して相互作用を示すタンパク質 であっても良い。ここで、上記相同性の数値は、配列解析ソフトウェアである DNASI S (日立ソフトウェアエンジニアリング)を用いて、例えば、マキシムマッチング法のコマ ンドを実行することにより求められる。その際のパラメータは、デフォルトの設定 (初期 設定)とする。
[0053] なお、配列番号 2に表されるタンパク質は、 NEDO (新エネルギー '産業技術総合開 発機構)タンパク質 cDNA構造解析プロジェクト(Http:〃 www.nedo.go. jp/bip/)にお!/ヽ て FLJ14797として登録された cDNAにコードされ、 Swiss- Prot Q9USQ2、 GenBank AAH09870.1及び ReSeq NP_055259.1と高い相同性(93%)を示す。配列番号 2に示 すアミノ酸配列と NP_055259.1のアミノ酸配列とのァライメントを図 2に示す。
AAH09870.1及び ReSeq NP_055259.1は、 γチュブリン'リング複合体タンパク質 GCP4遺伝子として知られている(Fava, F et al., Human 76p: A new member of the gamma- tubulin- associated protein family, J. Cell Biol. 147(4), 857-868 (1999))。し たがって、本発明に係るタンパク質もまた、 γチュブリン'リング複合体タンパク質 GCP4と機能的に非常に類似性の高いタンパク質であると考えられる。なお、本発明 に係るタンパク質をコードする遺伝子については、 WO0204514に公開されているが、 その機能については未知であり、本発明の以前においてはチアゾリジン誘導体に対 する相互作用を示すタンパク質をコードする遺伝子であることは知られていない。
[0054] 一方、本発明に係る遺伝子、すなわち、本発明に係るタンパク質をコードする cDNA
(FLJ14797)の塩基配列としては、例えば、配列番号 1に示す塩基配列を挙げること ができる力 この塩基配列に限定されるものではない。例えば、配列番号 1に示す塩 基配列において、配列番号 2に示すアミノ酸配列をコードするようにコドンを変更させ た塩基配列であっても良い。また、配列番号 1に示すアミノ酸配列をコードする塩基 配列と相補的な塩基配列に対してストリンジヱントな条件でハイブリダィするような塩 基配列からなり、且つチアゾリジン誘導体に対して相互作用を示すタンパク質をコー ドする塩基配列も本発明に係る遺伝子に含まれる。
[0055] ここで、「ストリンジェントな条件下でハイブリタイズする」とは、例えば、 6 X SSC、 0.
5%SDS及び 50%ホノレムアミドの溶液中で 42。Cにてカロ温した後、 0. 1 X SSC、 0. 5 %SDSの溶液中で 68°Cにて洗浄する条件でも依然として陽性のハイブリタイズのシ グナルが観察されることを表す。
[0056] チアゾリジン誘導体と本発明に係るタンパク質との相互作用
以下、チアゾリジン誘導体と本発明に係るタンパク質の相互作用につ 、て説明する
[0057] 糖尿病におけるインスリン作用の不足の原因は、脾臓からのインスリン分泌量の低 下、及び肝臓や筋肉におけるインスリン感受性の低下 (インスリン抵抗性)の二つの 機序に大別されるが、肝臓や筋肉におけるインスリン作用は以下のような細胞内機構 に基づく。すなわち、インスリンが細胞表面のインスリン受容体に結合するとチロシン キナーゼが活性ィ匕され、インスリン受容体の自己リン酸ィ匕が起こる。さらに、インスリン 受容体のリン酸化チロシンに細胞内基質である IRS-1が結合し、インスリン受容体によ つて IRS-1のチロシンがリン酸化される。次に IRS-1のリン酸化チロシンに PI3キナーゼ が結合し、活性化される。活性ィ匕された PI3キナーゼは、 PIを PI(3)Pに、 PI(4)Pを PI(3,4)P2及び PI(3,4,5)P3にリン酸化する。
[0058] PI3キナーゼによる細胞内シグナルは、たとえば GLUT4を含む小胞に伝えられ、
GLUT4が細胞表面にトランスロケートされてグルコースの細胞内への取り込みが促進 されるものと考えられている。一方、 Kapellerら(JBC, Vol. 270, pp.25985- 25991, 1995)及び Inukaiら(Biochem. J. Vol. 346, pp.483- 489, 2003)はヒト A431細胞あるい は CHO細胞を用いた実験ではある力 インスリン刺激により、 PI3キナーゼが γチュブ リンと結合することを報告している。 yチュブリンは小さなチュブリンを含み中心体に 多く局在している。中心体はほぼすベての動物細胞に存在する微小管形成中心で あり、細胞周期の間期には核膜の外側に接して存在しているが、間期に倍加、二等 分され、有糸分裂の開始時に両側に移動して紡錘体のふたつの極になる。 Kapeller らは、 PI3キナーゼカ Sインスリン刺激による微小管形成を介して、脂肪細胞等の分ィ匕 増殖に影響する可能性を示唆して 、る。
[0059] 上述したように、本発明に係るタンパク質は、 γチュブリン'リング複合体タンパク質 GCP4と機能的に非常に類似性の高いタンパク質であると考えられるため、チアゾリジ ン誘導体が結合することにより、 Ύチュブリンと ΡΙ3キナーゼの結合を増強する可能性 が考えられる。
[0060] 一方、チアゾリジン誘導体がペルォキシソーム増殖薬活性化受容体、 peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR) yのリガンドとなる可能性がしめされて以来、 これらのインスリン感受性改善薬が PPAR yを介するどのような機構で薬理作用を発 現するのかに注目が集まっている。 PPARは核内ホルモン受容体スーパーファミリー のひとつであり、リガンドの結合により活性化されると retinoid-X-receptor- α (RXR a )と複合体を形成し、転写因子として標的遺伝子の上流にある特異的応答配列 (.peroxisome proliferator responsive element, PPRE)に結合して遺 子の発現を 導する。 PPARの名称の由来となったペルォキシソーム増殖薬 (PP)とは、細胞内顆粒 ペルォキシソームを増殖させるという共通した作用を持つ一群の化学物質につけら れた総称である。発見当初、 PPARは PPの多面的な効果 (ペルォキシソーム増殖、酵 素誘導、発癌)を仲介する受容体と考えられたが、リガンド探索、標的遺伝子探索を 含むその後の広範な研究から、脂質代謝を含む多くの生理機能の重要な調節因子 であることが明らかになつてきた。
[0061] PPARにはサブタイプがあり、 PPAR a、 PPAR jS (PPAR δあるいは NUC1とも呼ばれ る)及び PPAR γ (転写開始点と alternative splicingの違いにより PPAR γ 1及び PPAR Ύ 2がある)と呼ばれている。ある化学物質 (リガンド)が PPARを活性ィ匕させる能力は サブタイプによって異なり、し力も各サブタイプの発現は組織により大きく異なる。 PPARひは肝臓、心筋、腸及び腎近位尿細管での発現が高い。 PPAR |8は広い組織 に発現しており、 α及び γよりもそのレベルが高い場合もある。 PPAR yは主に脂肪 組織及び免疫系で発現している。こうした組織分布の違いは、 PPARサブタイプが異 なる生理的役割を持つことを示唆して ヽる。
[0062] PPARの標的遺伝子が明らかになるにつれ、 PPAR aが主に肝臓及び心筋などにお ける脂質酸ィ匕に関わる種々の遺伝子の発現を制御することが分かって来た。一方、 PPAR yは脂肪組織に高発現しており、白色脂肪組織における脂肪細胞分化終末に おける転写因子としての機能を持っている。 PPAR y 2は脂肪細胞の脂肪酸結合タン パク aP2を trans activateする特異的転写因子 ARF-6の 1成分としてクローユングされ た。また PPAR y 2/RXR αはホスホェノールピルビン酸カルボキシキナーゼ (PEPCK) の脂肪細胞特異的発現を誘導してグリセロール生成をもたらす。 ΑΡ2及び PEPCKの 両遺伝子は脂肪細胞分化終末の指標であり、 PPAR yによりそれらが制御されること は、この受容体が脂肪細胞の表現型維持に重要な役割を果たすことを示して!/ヽる。 しかしながら、チアゾリジン誘導体と PPAR yを直接結びつける明確な機構はまだ良く 力、; つて ヽな ヽ。 3;た、し BP LCAMP response element Dinding protein (CREB)binding protein]のヘテロ欠損マウス力 PPAR yヘテロ欠損マウス以上に強い抗肥満'抗糖 尿病の表現型を呈することから、 PPAR y非依存性の抗肥満 '抗糖尿病の新規な情 報伝達経路が存在することが示唆されて ヽる。
一方、脂肪細胞組織特異的に高発現する遺伝子の産物として発見されたアディポ ネクチンの欠乏も、肥満、 2型糖尿病のインスリン抵抗性の重要な原因のひとつであ ると考えられている。これはインスリン感受性が良好な PPAR yヘテロ欠損マウスでァ ディポネクチンの発現が亢進していること、及びアディポネクチン遺伝子は日本人の 2型糖尿病の主要な疾患感受性遺伝子であることに基づくものである。アディポネク チンは白色脂肪細胞由来の主要なインスリン感受性ホルモンであり、アディポネクチ ンを補充することにより、脂肪萎縮性糖尿病のインスリン抵抗性が改善される。 2型糖 尿病患者ではアディポネクチン不足によりインスリン抵抗性が惹起され、アディポネク チンの補充によりインスリン抵抗性が改善されるものと考えられる。また、アディポネク チンホモ欠損マウスは耐糖能低下を示すことから、アディポネクチンは生体内で抗糖 尿病因子として作用していると予想される。さらに、インスリン抵抗性を呈する脂肪萎 縮性糖尿病マウスや KKAyマウスへのアディポネクチンの投与実験、あるいは肥満 · インスリン抵抗性のモデルマウスである ob/obマウスとアディポネクチン過剰発現トラン スジエニックマウスとの掛け合わせ実験にぉ 、て、アディポネクチンを投与すると脂肪 酸燃焼やエネルギー浪費に関わる因子の発現が増加する。これは、これらの遺伝子 を標的とする PPAR aの発現量、及び PPAR aの内因性リガンド活性自体がアディポ ネクチン投与により増加することによる可能性が報告されている(山内ら、分子糖尿病 学の進歩一基礎から臨床まで 2003、 pp.97-106,金原出版)。
[0064] 一方、 Surapureddiら(PNAS, Vol. 99, pp.11836- 11841, 2002)は、ラットの肝組織抽 出液を用い、 PRIC複合体と呼ばれるコアクチベータが PPAR αと結合してその作用を 増強すること、さらに GSTタグをつけた PPAR αをバイトとしたプルダウンアツセィにより 、 PRIC複合体のなかでも TOGとよばれるチュブリン結合タンパク質が PPAR αと結合 することを見出している。また、 Spittleら(JBC, Vol. 275, pp.20748-20753, 2000)は、 TOGタンパク質は yチュブリンリング複合体と非常に類似した微小管構造に結合す ることを報告している。
[0065] これらの情報と本発明者らの結果を総合すると、ピオグリタゾンは γチュブリン'リン グ複合体との結合を介して Ίチュブリン'リング複合体- TOG-PPAR aの 3者間の相 互作用を増強することにより、アディポネクチンの作用をミミックして 2型糖尿病患者の インスリン抵抗性を改善する可能性が考えられる。またあるいは、 PPAR yに対しても TOGタンパク質に類似のタンパク質が存在すると想定した場合、ピオダリタゾンが γ チュブリン'リング複合体- TOG-PPAR yの 3者間の相互作用を亢進して、 PPAR γを 活性ィ匕する可能性も考えられる。
[0066] 以上のように、本発明者らは、チアゾリジン誘導体の分子標的のひとつが γチュブ リン'リング複合体であり、チアゾリジン誘導体が γチュブリンリング複合体との結合を 介して、 ΡΙ3キナーゼのシグナル及び/又は PPAR αの作用を増強することにより、イン スリン感受性を向上させ、インスリン抵抗性に対する治療効果を示す可能性があるこ とを見出した。
[0067] 本発明に係るタンパク質を用いたスクリーニング方法
以上説明したように、チアゾリジン誘導体と本発明に係るタンパク質との相互作用か ら、本発明に係るタンパク質を使用して、新規抗糖尿病薬のスクリーニング方法を確 立することができる。
[0068] スクリーニング方法は、上述した本発明に係るタンパク質に対してスクリーング候補 物質を接触させる工程の後、当該候補物質と当該タンパク質との相互作用の有無を 検出する工程とを備える。
[0069] スクリーニング候補物質としては特に限定されな!、が、各種の低分子化合物、タン ノ ク質を挙げることができる。
[0070] スクリーニング候補物質と本発明に係るタンパク質とを接触させる方法としては、特 に限定されず、候補物質と対象物質との二分子間の相互作用を解析する方法と知 れられる如何なる方法も使用することができる。例えば、表面プラズモン共鳴 (Surface Plasmon Resonanse:SPR)の原理を応用したリアルタイムでの相互作用解析を行う装 置、例えば、 Biacore 3000 (ビアコア社製)等を使用する方法や、非修飾かつ非固定 で 2種の分子間相互作用を分析する手法として、クロマトグラフィーを用いた手法 (米 国特許公報 4,762,617)を挙げることができる。さらに、 Y.Dunayevskiy et al., Rapid Comm. Mass Spectrometry, vol.11, 1178-1184 (1997)に記載された方法や、 F.J.Moy et al., Anal. Chem., vol.73, 571-581 (2001)に記載された方法、国際公開公報 WO 00/47999に記載された方法、特許公表公報第 2002-508515号に記載された方法、 特許公表公報第 2003-502665号に記載された方法を適宜使用することができる。
[0071] また、水晶発振子等のその他の表面プラズモン共鳴法、 Coupled waveguideプラズ モン共鳴法、二面偏波式干渉法、カロリメトリー法、遠心沈降法、キヤピラリー電気泳 動法、エナジートランスファ一法、蛍光偏向法、蛍光相関分析法、プロテインチップ、 化合物チップ等の方法も適宜使用することができる。
[0072] 本スクリーニング方法によって、本発明に係るタンパク質と間で相互作用を有すると 判断された候補物質は、チアゾリジン誘導体と同様な薬理作用機序を有する新規な 抗糖尿病薬としてスクリーニングされたこととなる。
[0073] スクリーニングされた新規化合物
上記スクリーニング方法によって、抗糖尿病薬の候補物質として下記一般式 (I)で表 されるチアゾリジン誘導体を同定した。なお、下記一般式 (I)で表される化合物は新規 物質である。
[化 5] 叶 ο
[0074] (上記式 (I)中、 Rは、水素、炭素数 1
1 一 10のアルキル基、炭素数 3— 7のシクロアル キル基、炭素数 7— 11のフヱ-ルアルキル基、フヱ -ル基、窒素、酸素及び硫黄から なる群力も選ばれる 1又は 2のへテロ原子を含む 5又は 6員環のへテロ環である。 L
1 及び Lは、同一又は異なり、それぞれ水素又は炭素数 1一 3のアルキル基である力、
2
若しくは、一緒になつて炭素数 2— 6のシクロアルキル基を形成する。 mは 1一 5のい ずれかの整数を表す。 )
具体的に上記一般式 (I)で表される化合物としては、例えば、下記式 A-1で表される 5-{4-[2-(1-メチル -シクロへキシルォキシ)-ェチロキシ] -ベンジル }-チアゾリジン- 2,4- ジオンを挙げることができる
[化 6]
Figure imgf000016_0001
[0075] また、上記式 (I)で表される化合物としては、上記 A-1に限定されず、下記式 A-2及 び A-3を例示することができる。
[化 7]
Figure imgf000016_0002
[化 8]
Figure imgf000017_0001
A-3
[0076] 上記式 (I)で表される化合物は、下記式 (II)
[化 9]
Figure imgf000017_0002
[0077] (上記式 (II)中、 R、 L及び Lは上記式 (I)と同じ定義である。 Xは MeSO、
1 1 2 2
p-toluenesulfonyUヨウ素、臭素、塩素及び水酸基力 なる群力 選ばれる一種であ る。)で表される化合物と、下記式 (III)
[化 10]
Figure imgf000017_0003
[0078] で表される化合物とを縮合反応させることで製造することができる。
[0079] 例えば上記の A-1で表される化合物の製造方法を説明する。先ず、以下のようにし て (1-メチル -シクロへキシル) -tert-酢酸ブチルエステル (2)を合成する。
[化 11]
Figure imgf000017_0004
1 2
[0080] 具体的には、窒素雰囲気下、氷冷した水素化ホウ素ナトリウム(油性; 60wt% 300mg )を含む THF/DMF (5/1)混液 40mLの懸濁溶液へ、化合物 (D(713mg、 6.2mmol)を 攪拌しながらゆっくりと加え、その後 10分間攪拌する。続いて氷浴を取り除き、室温で 30分間攪拌する。攪拌収量後再び氷冷する。次に、ブロモ酢酸 t-ブチルエステル( 2.25mL、 15.5mmol)を加える。添加終了後、氷浴を取り除き、室温にて 2時間攪拌す る。その後、再び氷冷し、反応液へ水(lmL)をゆっくりとカ卩える。反応液へ水、酢酸 ェチルを注ぎ、良く攪拌した後、有機相を集める。さらに酢酸ェチルカも抽出する。 有機相を集め、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、減圧下ろ過濃縮後シリカゲルカラムクロ マトグラフにより精製し、化合物(2) ('H-NMRCCDCl ) δ :1.28- 1.38(13H, m), 1.40
一 3
(9H, s), 4.02 (2H, s))を合成することができる。
[0081] 次に、以下のようにして、化合物②力も 2-(1-メチル -シクロへキシル) -エタノール(
)を合成する。
[化 12]
Figure imgf000018_0001
[0082] 具体的には、窒素雰囲気下、氷冷した水素化アルミニウムリチウム(304mg、 8mmol) を含む THF懸濁溶液 4mLに、化合物(2) (254mg、 2mmol)の THF溶液 2mLを攪拌し ながらゆっくりと加える。添加終了後、反応容器を 60°Cに加温し、 2時間攪拌する。攪 拌終了後、再び氷冷し、反応液へ飽和硫酸ナトリウム水溶液を水素の発生がなくなる までゆっくりと加える。セライト上で残渣をろ過し、残渣を酢酸ェチルで洗浄する。ろ 液と洗浄液を合わせ、減圧下濃縮する。粗精製品をシリカゲルカラムクロマトグラフに より精製することで化合物(2) ('H-NMRCCDCl ) δ :1.28-1.38(13H, m), 3.50-3.75
3
(4H, m))を合成することができる。
[0083] 次に、以下のようにして、化合物 (2)力も 5-{4-[2-(1-メチル -シクロへキシルォキシ) - エトキシ] -ベンジル } -チアゾリジン- 2,4-ジオン (A-1)を合成する。
[化 13]
Figure imgf000019_0001
[0084] 具体的には、窒素雰囲気下、化合物 (158mg、 l.Ommol)のトルエン (2mL)溶液 にトリブチルホスフィン (234mg、 l.lmmol)をカ卩え、 20分間攪拌する。続いて、この溶液 を、 5- (4-ヒドロキシ-ベンジル) -チアゾリジン- 2,4-ジオン(246mg、 l.lmmol)と 1,1,-ァ ゾビス(Ν,Ν,-ジメチルホルムアミド) (200mg, l.lmmol)とを含むトルエン(2mL)溶液に 室温にて加え、終夜攪拌する。攪拌終了後、さらに酢酸ェチルを加え、残渣をセライ ト上でろ別する。残渣を更に酢酸ェチルで洗浄し、ろ液と洗浄液を合わせる。減圧下 濃縮し、粗精製品をシリカゲルカラムクロマトグラフにより精製することで、化合物( A-1) ('H-NMRCCDCl ) δ :1.28- 1.38(13H, m), 3.46 (2H, d), 3.79 (2H, t),4.11(2H,t),
3
4.13 (1H, t), 6.72 (2H, d), 7.00 (2H, d))を合成することができる。
[0085] なお、出発原料として化合物 (1)の代わりにシクロへキサノールを使用する以外は、 上述した合成方法と同様に各反応を行うことによって、上述した化合物 A-2
Η— NMR(CDCl ) δ :1.28-1.42(10H, m), 2.85 (1H, m), 3.46 (2H, d),3.79 (2H,
3
t),4.11(2H,t), 4.13 (1H, t), 6.70 (2H, d), 7.00 (2H, d))を合成することができる。また 、出発原料としてシクロペンタノールを使用する以外は、上述した合成方法と同様に 各反応を行うことによって、上述した化合物 A-3 ^H-NMR CDCl )
3 δ :1.51-1.60(8Η, m), 2.85 (1H, m), 3.46 (2H, d),3.79 (2H, t),4.11(2H,t), 4.10(1H, t), 6.72 (2H, d), 7.00 (2H, d))を合成することができる。
[0086] 一方、上記一般式 (I)で表される新規ィ匕合物は、薬理上許容される塩としてもよ!、。「 薬理上許容される塩」としては、例えば塩酸、硫酸、硝酸又はリン酸等の無機酸の塩 ;パラトルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、シユウ酸又はクェン酸等の有機酸の塩; アンモ-ゥム、トリメチルアンモ -ゥム又はトリェチルアンモ -ゥム等の有機塩基の塩; ナトリウム又はカリウム等のアルカリ金属の塩;ヨウ化メチル、ヨウ化工チル等のハロゲ ン化アルキルとの四級塩;及びカルシウム又はマグネシウム等のアルカリ土類金属の 塩等を挙げることができる。新規ィ匕合物 (I)としては、その水和物を含む意味であり、 化合物 (I)に対して任意の数の水分子を配位していてもよい。また、新規化合物 (I)と してはそのプロドラッグを含み意味である。プロドラッグとは、生体内で代謝的に分解 される基を有する新規化合物 (I)の誘導体であり、生体内での代謝過程により、新規 化合物 (I)に変換されることで薬理作用を発現する化合物である。適当なプロドラッグ 誘導体を選択する方法及び製造する方法は、例えば Design of Prodrugs, Elsevi er, Amsterdam 1985に記載されている。
[0087] 例えば、新規ィ匕合物 (I)がカルボキシを有する場合は、当該カルボキシと適当なアル コールを反応させることによって製造されるエステル誘導体、又は当該カルボキシと 適当なアミンを反応させることによって製造されるアミド誘導体のようなプロドラッグが 例示される。例えば、新規ィ匕合物 (I)がヒドロキシを有する場合は、例えば当該ヒドロキ シと適当なァシルハライド又は適当な酸無水物とを反応させることに製造されるァシ ルォキシ誘導体のようなプロドラッグが例示される。例えば、新規ィ匕合物 (I)がァミノを 有する場合は、そのァミノと適当な酸ハロゲン化物又は適当な混合酸無水物とを反 応させることにより製造されるアミド誘導体のようなプロドラッグが例示される。
[0088] 新規ィ匕合物 (I)が不斉炭素原子を有する場合には、ラセミ体、両対掌体及び全ての 立体異性体 (ジァステレオマー)を含む。また、新規ィ匕合物 (I)が二重結合を有する場 合には、二重結合の置換基配置につき、幾何異性体が存在するときはそのいずれを も含む。
[0089] 以上のような新規化合物 (I)は、新規な抗糖尿病薬として作用を有する医薬組成物 となる。当該医薬組成物を抗糖尿病薬として投与する場合、経口的、非経口的のい ずれの方法でも投与することができる。経口投与は常法に従って錠剤、顆粒剤、散 剤、カプセル剤、丸剤、液剤、シロップ剤、ノ ッカル剤又は舌下剤等の通常用いられ る剤型に調製して投与すればよい。非経口投与は、例えば筋肉内投与、静脈内投 与等の注射剤、坐剤、経皮吸収剤、吸入剤等、通常用いられるいずれの剤型でも好 適に投与することができる。
[0090] また、当該医薬組成物の有効量に対して、剤型に適した賦形剤、結合剤、湿潤剤、 崩壊剤、滑沢剤、希釈剤等の各種医薬用添加剤とを必要に応じて混合し医薬製剤と することができる。注射剤の場合には適当な担体と共に滅菌処理を行なって製剤と すればよい。具体的には、賦形剤としては乳糖、白糖、ブドウ糖、デンプン、炭酸カル シゥムもしくは結晶セルロース等、結合剤としてはメチルセルロース、カルボキシメチ ルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ゼラチンもしくはポリビュルピロリドン等 、崩壊剤としてはカルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム 、デンプン、アルギン酸ナトリウム、カンテン末もしくはラウリル硫酸ナトリウム等、滑沢 剤としてはタルク、ステアリン酸マグネシウムもしくはマクロゴール等が挙げられる。坐 剤の基剤としてはカカオ脂、マクロゴールもしくはメチルセルロース等を用いることが できる。また、液剤もしくは乳濁性、懸濁性の注射剤として調製する場合には通常使 用されている溶解補助剤、懸濁化剤、乳化剤、安定化剤、保存剤、等張剤等を適宜 添加しても良ぐ経口投与の場合には嬌味剤、芳香剤等を加えても良い。
[0091] 新規ィ匕合物 (I)の抗糖尿病薬としての投与量は、患者の年齢、体重、疾病の種類や 程度、投与経路等を考慮した上で設定することが望ましいが、成人に経口投与する 場合、通常 1一 lOOmgZkgZ日であり、好ましくは 5— 30mgZkgZ日の範囲内で ある。非経口投与の場合には投与経路により大きく異なる力 通常 0. l-10mg/k gZ日であり、好ましく 1一 5mgZkgZ日の範囲内である。これを 1日 1回一数回に分 けて投与すれば良い。
実施例
[0092] 以下、実施例を用いて本発明をより詳細に説明するが、本発明の技術的範囲は以 下の実施例に限定されるものではない。
[0093] [参考例 1] ヒト完全長 cDNAクローンからのタンパク質発現方法
1.発現プラスミドの作成
ヒト完全長 cDNAクローンの目的遺伝子に対して、 Invitrogenの Gatewayシステムを 用いキットのプロトコールに従い、 PCRクロー-ングベクター GatewaypDONR201と BP 反応を行うことによりエントリーベクターを得た。 Gatewayシステムのデスティネーション ベクターとしては、東洋紡績 (株)の小麦胚芽抽出液を用いた無細胞タンパク質合成 システム(PROTEIOS)に適応する PEU3-NII (東洋紡績)を基にして、 Gatewayシステ ムが利用できるよう Gateway組換え配列を有する Gatewayカセットを導入し、さらに発 現タンパク質の N末端領域にヒスチジンタグと FLAGタグ配列を有するペプチドが発現 するように PCR法を用いて改変したダブルタグデスティネーションベクターを作成した
[0094] 作成したダブルタグデスティネーションベクターとエントリーベクターを用い、
Invitrogenの Gatewayシステムを用いプロトコールに従 、BP反応を実施し、大腸菌コ ンピテントセル DH5 aに形質転換し、発現ベクターが導入されたクローンを選択した 。得られたクローンから QIAfilter Midi kit (キアゲン)を用いて、キットのプロトコールに 従ってプラスミドを調製した。得られたプラスミドは、 PROTEIOS (東洋紡績)のプロトコ ールに従い、フエノール'クロ口ホルム処理を行い RNA分解酵素の不活化処理を施し 、精製発現プラスミドを得た。
[0095] 2.精製タンパク質の取得
東洋紡績 (株)の小麦胚芽抽出液を用いた無細胞タンパク質合成システム( PROTEIOS)により組換えタンパク質を合成した。上記 1. に記載した方法で取得した 発現プラスミドから PROTEIOSのプロトコールに従!、mRNAを作成した。取得した mRNAを 20 g使用し、 96穴マイクロタイタープレートの 2穴分で PROTEIOSのプロトコ ールに従いタンパク質を合成させた。合成したタンパク質は、高速遠心分離処理によ り沈殿を除去し、取得した可溶性の画分を抗 FLAGタグ抗体を固定ィ匕した
ANTI-FLAG M2 Affinity Gel (SIGMA社)を用い、プロトコールに従い精製を行い、精 製タンパク質を得た。
[0096] [参考例 2] ビアコアを用いたヒトタンパク質-医薬品相互作用における結合解離定 数の決定方法
ビアコア社市販の S51用 CM5センサーチップを 1M EDC, 1.33M NHS及び 16mg/ml AB- NTA(pH9.2)を用いてセンサーチップ表面の NTAィ匕を施し、 S51用 NTAセンサー チップとした。これに小麦胚芽系で発現させ、 FLAG tagで精製した蛋白質を固定ィ匕 した。固定化は、 0.5M NiCl
2、 0.4M EDC、 0.1M EDC、リガンド溶液(蛋白質)、 1M
Ethanolamine, pH8.5を順次、 Biacore S51の流路系にインジェクションして行った。固 定化の際の Running Bufferは PBS (pH7.4)を用いた。リガンドが固定化されたセンサ 一チップを用いて以下の Assayを行った。 Running Bufferとして HBS(10mM HEPES、 150mM NaCl、 pH7.6)、 0.005% P 0、 lOOuM mineral ion cocktail(Ca(OAc)、 Zn(OAc)
2 2 2
•2H 0、 Cu(OAc) ·Η 0、 Co(OAc) ·4Η 0、 Mn(OAc) ·4Η 0、 Mg(OAc) ·4Η 0、 FeCl
2 2 2 2 2 2 2 2 2
•6H O)に DMSOを final 5%になるように加えて調製したものを用いた。測定化合物は
3 2
62.5uM— 0.244uMまで 1/2希釈ずつ 9point調製した。溶媒の組成が Running Bufferと 同様になるように調製し、 0濃度測定として化合物の含まれて 、な 、溶媒だけのもの を調製した。また、化合物溶液、 Running Buffer中に含まれる DMSOの効果の補正( solvent correction)として、 3.8- 5.1%の DMSO (8point)を含む Running Bufferと同様の 溶液を調製し、これらの測定結果をもとにして補正を行った。 Biacore S51の
Compound Characterization Assayプログラムを実施し、固定化されたリガンド(蛋白 質)とアナライト (化合物; 62.5uM— 0.244uM)の相互作用を測定し、専用ソフトウェア にて解析を行った。
[0097] [実施例 1] ピオグリタゾンと FLJ14797由来タンパク質の相互作用解析
参考例 1の方法に従って FLJ14797よりタンパク質の発現精製を行い、参考例 2の方 法に従ってピオグリタゾンと FLJ14797から発現精製したタンパク質の相互作用を解析 した。結果を図 1に示した。ピオグリタゾンの用量に依存して結合量が増大し、かつ高 用量では結合の飽和がみられることから、特異的な相互作用であることが確認された 。 BiacoreS51専用ソフトウェアを用いて結合解離定数を算出したところ、 KD= 9.038 X 10—6 Mであった。
[0098] 図 1に示した結果から、ピオグリタゾンと FLJ14797由来タンパク質とが相互作用する ことが明ら力となった。したがって、 FLJ14797由来タンパク質は、抗糖尿病薬として知 られて 、るピオグリタゾン (チアゾリジン誘導体)の標的タンパク質であることが判明し た。このことより、 FLJ14797由来タンパク質とスクリーニング候補物質とを作用させるこ とで、新規抗糖尿病剤のスクリーニングを行うことができる。すなわち、 FLJ14797由来 タンパク質と候補物質との相互作用を、例えば参考例 2の方法で検出するような系を 構築することによって、新規抗糖尿病薬のスクリーニングを行うことができる。
[0099] [実施例 2] 新規ィ匕合物 (I)と FLJ14797由来タンパク質の相互作用解析
実施例 1で使用したピオグリタゾンに代えて上述した化合物 A-1、 A-2及び A-3を使 用した以外は、実施例 1と同様にして FLJ14797由来タンパク質と各化合物との相互 作用を解析した。実施例 1と同様に算出された KD値を表 1に示す。
[表 1] 化合物 KD (M)
A— 1 8. 431 10' fi M
A— 2 1. 382 10"5 M
A— 3 2. 156 X 10— 5 M
[0100] 表 1から判るように、いずれの化合物おいても FLJ14797由来タンパク質に対する特 異的な相互作用がみられた。この結果より、上述した一般式 (I)で表される化合物が FLJ14797由来タンパク質すなわち γチュブリン'リング複合体タンパク質に対して相 互作用を示すことが明らかとなった。
[0101] 本明細書で引用した全ての刊行物、特許および特許出願をそのまま参考として本 明細書にとり入れるものとする。

Claims

請求の範囲
[1] 以下の(a)又は (b)に示され、抗糖尿病薬の標的タンパク質。
(a)配列番号 2に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質
(b)配列番号 2に示されるアミノ酸配列において、 1又は複数個のアミノ酸が欠失、置 換、付加又は挿入されたアミノ酸配列からなり、抗糖尿病薬と相互作用するタンパク 質
[2] 上記抗糖尿病薬はチアゾリジン誘導体であることを特徴とする請求項 1記載の標的 タンパク質。
[3] 上記チアゾリジン誘導体はピオグリタゾンであることを特徴とする請求項 2記載の標 的タンパク質。
[4] γチュブリン'リング複合体タンパク質であることを特徴とする請求項 1記載の標的タ ンパク質。
[5] 以下の(a)又は (b)に示され、抗糖尿病薬の標的タンパク質をコードする遺伝子。
(a)配列番号 2に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質
(b)配列番号 2に示されるアミノ酸配列において、 1又は複数個のアミノ酸が欠失、置 換、付加又は挿入されたアミノ酸配列からなり、抗糖尿病薬と相互作用するタンパク 質
[6] 上記抗糖尿病薬はチアゾリジン誘導体であることを特徴とする請求項 5記載の標的 タンパク質をコードする遺伝子。
[7] 上記チアゾリジン誘導体はピオグリタゾンであることを特徴とする請求項 6記載の標 的タンパク質をコードする遺伝子。
[8] 上記標的タンパク質は γチュブリン'リング複合体タンパク質であることを特徴とする 請求項 5記載の標的タンパク質をコードする遺伝子。
[9] スクリーニング候補物質を以下の(a)又は (b)に示すタンパク質に接触させる工程と
(a)配列番号 2に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質
(b)配列番号 2に示されるアミノ酸配列において、 1又は複数個のアミノ酸が欠失、置 換、付加又は挿入されたアミノ酸配列からなり、抗糖尿病薬と相互作用するタンパク 質
上記候補物質と上記タンパク質との相互作用を検出する工程と、
を備える抗糖尿病薬のスクリーニング方法。
[10] 上記抗糖尿病薬はチアゾリジン誘導体であることを特徴とする請求項 9記載の抗糖 尿病薬のスクリ一ユング方法。
[11] 上記チアゾリジン誘導体はピオグリタゾンであることを特徴とする請求項 10記載の 抗糖尿病薬のスクリ一ユング方法。
[12] 上記標的タンパク質は γチュブリン'リング複合体タンパク質であることを特徴とする 請求項 9記載の抗糖尿病薬のスクリーニング方法。
[13] 請求項 9乃至 12いずれか一項記載のスクリーニング方法によってスクリーニングさ れ、上記タンパク質と相互作用を示す物質を主成分とする抗糖尿病薬。
[14] 一般式 (I)
[化 1]
Figure imgf000026_0001
(上記式 (I)中、 Rは、水素、炭素数 1一 10のアルキル基、炭素数 3— 7のシクロアル
1
キル基、炭素数 7— 11のフエ-ルアルキル基、フエ-ル基、窒素、酸素及び硫黄から なる群力も選ばれる 1又は 2のへテロ原子を含む 5又は 6員環のへテロ環である。 L
1 及び Lは、同一又は異なり、それぞれ水素又は炭素数 1一 3のアルキル基である力、
2
若しくは、一緒になつて炭素数 2— 6のシクロアルキル基を形成する。 mは 1一 5のい ずれかの整数を表す。)で表されるチアゾリジン誘導体。
[15] 上記式 (I)中、 L及び Lは、一緒になつて形成する炭素数 2— 6のシクロアルキル基
1 2
であることを特徴とする請求項 14記載のチアゾリジン誘導体。
[16] 上記式 (I)中、 Rは水素であり、 L及び Lは一緒になつて形成する炭素数 2— 6のシ
1 1 2
クロアルキル基であることを特徴とする請求項 14記載のチアゾリジン誘導体。
[17] 上記式 (I)中、 Rは炭素数 1一 10のアルキル基であり、 L及び Lは一緒になつて形
1 1 2
成する炭素数 2— 6のシクロアルキル基であることを特徴とする請求項 14記載のチア ゾリジン誘導体。
[18] 5-{4-[2-(1-メチル -シクロへキシルォキシ) -エトキシ] -ベンジル } -チアゾリジン- 2,4- ジオンであることを特徴とする請求項 14記載のチアゾリジン誘導体。
[19] 請求項 14乃至 18いずれか 1項記載のチアゾリジン誘導体の薬理上許容される塩。
[20] 請求項 14乃至 18 、ずれ力 1項記載のチアゾリジン誘導体及び/又はその薬理上許 容される塩を有効成分として含有する医薬組成物。
[21] 抗糖尿病薬であることを特徴とする請求項 20記載の医薬組成物。
[22] 一般式 (II)
[化 2]
Figure imgf000027_0001
(上記式 (II)中、 Rは、水素、炭素数 1 — 7のシクロアル
1 一 10のアルキル基、炭素数 3
キル基、炭素数 7— 11のフエ-ルアルキル基、フエ-ル基、窒素、酸素及び硫黄から なる群力も選ばれる 1又は 2のへテロ原子を含む 5又は 6員環のへテロ環である。 L
1 及び Lは、同一又は異なり、それぞれ水素又は炭素数 1一 3のアルキル基である力、
2
若しくは、一緒になつて炭素数 2 6のシクロアルキル基を形成する。 mは 1一 5のい ずれかの整数を表す。 Xは MeSO、 p-toluenesulfonyUヨウ素、臭素、塩素及び水酸
2
基力 なる群力 選ばれる一種である。 )
で表される化合物と、一般式 (III)
[化 3]
Figure imgf000027_0002
で表される化合物とを縮合反応させる、チアゾリジン誘導体の製造方法。
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