細胞内へ侵入し標的化困難なタンパク質相互作用を阻害する新規ペプチドを開発 (New peptides slip into cells to block hard-to-target proteins)

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2026-06-03 スイス連邦工科大学ローザンヌ校(EPFL)

スイス連邦工科大学ローザンヌ校(EPFL)の研究チームは、細胞膜を通過して細胞内の「創薬困難(undruggable)」なタンパク質間相互作用を阻害できる新しい環状ペプチドの開発手法を発表した。従来の低分子医薬品は、広く平坦なタンパク質結合面を十分に標的化できない一方、ペプチドは細胞膜透過性が低いという課題があった。研究チームは1万5,360種類のランダムな低極性環状ペプチドライブラリーを合成・スクリーニングし、細胞内に侵入してKeap1-Nrf2相互作用を阻害する候補を発見した。さらに最適化を重ね、「Peptide 30」と呼ばれる分子を開発した。このペプチドは分子量約890Daで、膜透過性と高い結合能を両立し、生細胞内でKeap1-Nrf2相互作用を阻害することが確認された。研究成果は、既知の天然リガンドや既存骨格に依存せず、細胞内標的に作用する新規ペプチド医薬を創出できることを示しており、KRAS、β-catenin、c-Mycなどの難治性がん関連タンパク質を標的とした次世代創薬への応用が期待される。

細胞内へ侵入し標的化困難なタンパク質相互作用を阻害する新規ペプチドを開発 (New peptides slip into cells to block hard-to-target proteins)
Membrane-permeable cyclic peptide that inhibits the intracellular Keap1-Nrf2 protein-protein interaction. Credit: Christian Heinis ©2026 EPFL

<関連情報>

タンパク質間相互作用を阻害する膜透過性環状ペプチドの生成 Generation of membrane-permeable cyclic peptides inhibiting protein–protein interaction

Xinjian Ji,Lluc Farrera-Soler,Jiajun Li,Gontran Sangouard,Nathan De Sadeleer,Alexander L. Nielsen,Ganesh K. Mothukuri,Anne Zarda,Edward J. Will,Florence Pojer,Kelvin Lau & Christian Heinis
Nature Chemical Biology  Published:01 June 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s41589-026-02237-7

Abstract

Small, nonpolar cyclic peptides can both bind challenging targets and cross cell membranes, making them attractive for addressing currently undruggable targets such as many protein–protein interactions (PPIs). However, developing such compounds de novo without prior information about lead structures such as natural ligands or fragments remains a notable challenge. Here we show that functional screening of structurally highly diverse cyclic peptide libraries synthesized at nanomole scale allows identification of sub-kDa inhibitors of a PPI. By screening 15,360 fully random cyclic peptides, we were able to identify an inhibitor of the E3 ligase adaptor Keap1 and its substrate Nrf2. Optimization by rapid design–build–test cycles produced a membrane-permeable compound active in live cells. This study demonstrates that large, diverse cyclic peptide libraries can enable the discovery of cell-permeable PPI inhibitors from the ground up, providing a way to harness the powerful modality of small cyclic peptides to address often difficult-to-target intracellular interactions.

生物化学工学
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