ペプチドリーム株式会社 – 非標準のペプチド治療薬の発見と開発を目的とした 東京大学発のバイオベンチャー企業です。

ペプチドリームの事業と技術

ペプチドリーム株式会社は、特殊ペプチド医薬に特化した事業を展開しております。
「特殊ペプチド」とは、生体内タンパク質を構成する20種類のＬ体のアミノ酸だけではなく、特殊アミノ酸と呼ばれるD体のアミノ酸やNメチルアミノ酸等を含んだ特殊なペプチドをいいます。当社では、この特殊ペプチドから医薬品候補物質を創 製することを主たる事業としています。

現在の創薬は、「低分子医薬品」及び「抗体医薬品」がその中心になっていますが、これまでも「ペプチド医薬品」は存在していました。しかしながら、ペプチドを医薬品にするにはいくつか致命的な問題点がありました。すなわち、これまでの技術では、ペプチドの弱点である「生体内での半減期が短い（生体内安定性が悪い）」、「細胞膜を透過できない（透過しにくい）」、「スクリーニングするのに必要な多様性を持ったライブラリーがない」といった問題点をクリアすることができず、そのためペプチドが医薬品候補物質の中心的な物質になることはありませんでした。

これに対して、当社は、従来のペプチドが持つ弱点を以下に記載する３つの独自技術により解決し、特殊ペプチドを医薬品候補物質とすることに成功しました。

製品紹介

フレキシザイム

• 創製困難な特殊ペプチドを簡単かつ迅速に創製する
  
  タンパクやペプチドは、20種類のアミノ酸がtRNAと特定の対関係（組合せ）になった状態で細胞内に持ち込まれ、mRNAの塩基配列情報に基づき、リボソームによって合成されます。これは通常、翻訳合成（鋳型依存型合成）と呼ばれています。翻訳合成においてtRNAとアミノ酸の結合は、ARS（Aminoacyl-tRNA synthetase）という合成酵素によって行われています。ARSは、アミノ酸とtRNAの組み合わせごとに決まっており、アミノ酸／tRNA／ARSの特定の組み合わせは、生物普遍のものとされていました。

  しかしながら、特定のtRNAに任意の…たとえば、20種類以外の特殊アミノ酸を結合させてペプチド合成用のビルディングブロック（パーツ）として活用することができたら、これまでに無い特殊なペプチドを翻訳合成系で創造することが可能になります。フレキシザイム技術は、これを可能にした技術です。

  フレキシザイム技術の根幹であるフレキシザイムは、当社取締役の菅裕明教授が長年の研究の成果として完成させた人工RNA触媒です。フレキシザイムは、すべてのtRNAに対してその3′ 末端にあるCCA（アデノシン残基）のみを認識し、活性化させ、アミノ酸と結合（アミノアシル結合）させることができます。

  つまり、一つの合成酵素であらゆるアミノ酸及びアミノ酸誘導体（特殊アミノ酸を含む弊社実証例では360種類以上）を任意のtRNAに結合させることができます。

  これにより、ペプチド合成用のビルディングブロックの数を数十倍、数百倍に増やすことができるようになりました。

FIT システム

• 段違いの多様性を持つ特殊ペプチドライブラリーを創製する
  FITシステムとは、Flexible In-vitro Translation systemの略称です。当社は、FITシステムにより、特殊ペプチドを段違いの多様性を持ったライブラリーとして構築することができます。

  フレキシザイム技術で創製されたビルディングブロックを活用してペプチドを合成するときに、公知の技術である無細胞翻訳系を利用します。無細胞翻訳系は、ペプチド合成に必要な要素（アミノ酸やARS酵素、リボソーム、エネルギーソースなど）を試験管内に混ぜ合わせ、そこに合成したいペプチドのアミノ酸配列構造を持ったmRNA を加えることにより細胞内で行われる翻訳合成と同じ結果が得られるわけですが、既存の無細胞翻訳系では特殊アミノ酸をペプチドに組み込むことができません。当社は、すべての翻訳合成に必要な要素を見直し、再調整することにより、通常のアミノ酸と同じ効率で特殊アミノ酸をペプチドに組み込むことを可能にしました。

  さらに、設計図となるmRNAの3つのコドンの組み合わせ（コドンセット）をランダムに組み替えることにより、15me（rアミノ酸15個）程度のペプチドで1012～1014におよぶ段違いの多様性を持った特殊ペプチドを1 本の試験管の中で創製することができるようになりました。

  これを言いかえれば、1本の試験管の中に、数千億から兆単位の数におよぶ新しい医薬品候補物質となる可能性を秘めた特殊ペプチドライブラリーを創出することができるようになったということです。

  その多様性は、低分子医薬や抗体医薬におけるライブラリーに比べ、数万倍から数億倍の大きさとなっています。この段違いの多様性を持つ当社の特殊ペプチドライブラリーは、まだ見ぬ医薬品候補物質を生み出す大きな可能性を持っているものと考えています。

RAPID ディスプレイ

• 数千億から兆単位の数の特殊ペプチドを効率的かつ高速、正確にスクリーニングする

  

  FITシステムにより創製された特殊ペプチドライブラリーを活用して、創薬ターゲット（標的分子）に結合する特殊ペプチドを選択することになります。

  当社は、RAPID（RAndom Peptide Integrated Discovery）ディスプレイシステムという独自のスクリーニング方法を開発しました。RAPIDディスプレイシステムは、FITシステムによって創製された特殊ペプチドライブラリーを、1本の試験管の中でアフィニティー選択することができる効率的なスクリーニングシステムです。

  特殊ペプチドライブラリーは、mRNAと翻訳合成されたペプチドが一対の関係で存在します。試験管内にビーズなどに固定させた創薬のターゲットとなるターゲットタンパクを調整し、特殊ペプチドライブラリーと反応させることにより、ターゲットタンパクに親和活性を持つ特殊ペプチドが結合します。結合した特殊ペプチドからmRNA を単離して、PCRにより増幅させることで、ターゲットタンパクに結合した特殊ペプチドだけを増やすことが可能になります。

  さらに、従来のディスプレイ系で問題になっていた非特異的な結合反応に対しても、独自の方法（カウンターセレクション法）によって解決することに成功しています。

  この工程を4～7回繰り返すことにより、強い結合力と特異性を兼ね備えた特殊ペプチドを選択することが可能になりました。

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