東大ら，蛍光プローブの新規設計法を開発

東京大学と東京工業大学は，タンパク質分解酵素の一群であるカルボキシペプチダーゼを標的とした蛍光プローブの新たな分子設計法の開発に成功した（ニュースリリース）。

カルボキシペプチダーゼはタンパク質やペプチドのC末端のアミノ酸を認識して切断する酵素群の総称であり，生体内で重要な役割を担っている。加えて，がんや高血圧などの疾患との関与が報告されていることから，その活性を高感度で検出できる蛍光プローブの開発が期待されている。

一方で，その設計の難しさからカルボキシペプチダーゼに対する蛍光プローブの報告例は過去このグループで開発したものを含めても非常に限られており，特に目的に応じてその特性を柔軟に変化させられる汎用性の高い分子設計法はこれまで報告がなかった。

研究では，プロドラッグ技術として知られるProtideの特徴的な活性化機構に着目し，これを応用した蛍光プローブの分子設計を行なった。これはプローブ分子を4つのモジュールに分割して考えることが可能なデザインであり，目的に応じた蛍光プローブの開発が可能となる。

具体的には，蛍光団を適切に選択することでCPMの活性をそれぞれ青・緑・赤色の蛍光で検出できる一連のプローブ群の開発が可能であること，リン原子上の置換基を最適化することによりカルボキシペプチダーゼに対する反応性を調節することが可能であること，加えて，カルボキシペプチダーゼの認識に重要なペプチド部位を変換することでPSMAに対する蛍光プローブの開発が可能と明らかにした。

このように①蛍光波長，②酵素に対する反応性，③標的酵素といったパラメータを自在に変換できることは，所望の特性を有するプローブを効率的に開発できることを示しているという。

さらに，開発した塩基性カルボキシペプチダーゼの活性を検出可能な赤色蛍光プローブを乳がん患者の外科的切除検体に添加したところ，がん組織における塩基性カルボキシペプチダーゼの活性を蛍光で検出することが可能であることも明らかとなった。

カルボキシペプチダーゼはその生体内での重要な役割から，診断薬や治療薬の標的となることが想定される。研究グループは，今回確立したモジュール型の分子設計法に則りプローブを開発することで，手術中にがん部位を見つけるための新規診断薬開発や，その活性を調節する薬剤の効率的なスクリーニングへの応用が期待される。加えて，カルボキシペプチダーゼに関する様々な基礎研究の発展に資するツール分子となることも期待されるとしている。