タンパク質表面での非自明性疎水性結合ポケットの探索：ペプチドタンパク質相互作用の親和性の増加

Ser15のリン酸化副鎖を標的とすることができる小分子有機リガンドに結合した42レシドポリペプチドは、KD値280 nmのグリコーゲンホスホリラーゼA（GPA）に結合することが示されました。疎水性アミノ酸のALAによる置換により、親和性が減少しましたが、L-2-アミノオクタン酸（AOC）の取り込みはそれらを増加させました。NLE5、ILE9、およびLEU12をAOCに置き換えると、KD値は280から27 nmに減少しました。42-MERを非難者に「ダウンサイジング」した。GPAの親和性は数桁低くなりましたが、NLE5、ILE9、およびLEU12がAOCに置き換えられたundecAmerは、親42-MERのkd値と同等のKD値を示しました。AOC残基の使用は、タンパク質認識の親和性を高めるための便利なルートと、本質的に親和性を失うことなくペプチドの「ダウンサイジング」の戦略を提供します。結果は、AOC残基がNLE、ILE、LEU、またはPHEに置き換えられたポリペプチドコンジュゲートの親和性を、変更されていないカウンターパートのものと比較することにより、疎水性結合部位がタンパク質表面に見られることを示しています。したがって、ポリペプチドコンジュゲートは、バイオテクノロジーとバイオメディシンにおけるペプチドと小さな有機化合物の最適化に貴重な機会を提供します。

A 42-residue polypeptide conjugated to a small-molecule organic ligand capable of targeting the phosphorylated side chain of Ser15 was shown to bind glycogen phosphorylase a (GPa) with a KD value of 280 nm. The replacement of hydrophobic amino acids by Ala reduced affinities, whereas the incorporation of l-2-aminooctanoic acid (Aoc) increased them. Replacing Nle5, Ile9 and Leu12 by Aoc reduced the KD value from 280 to 27 nm. "Downsizing" the 42-mer to an undecamer gave rise to an affinity for GPa an order of magnitude lower, but the undecamer in which Nle5, Ile9 and Leu12 were replaced by Aoc showed a KD value of 550 nm, comparable with that of the parent 42-mer. The use of Aoc residues offers a convenient route to increased affinity in protein recognition as well as a strategy for the "downsizing" of peptides essentially without loss of affinity. The results show that hydrophobic binding sites can be found on protein surfaces by comparing the affinities of polypeptide conjugates in which Aoc residues replace Nle, Ile, Leu or Phe with those of their unmodified counterparts. Polypeptide conjugates thus provide valuable opportunities for the optimization of peptides and small organic compounds in biotechnology and biomedicine.