초록 ▼

연구의 목적 및 내용
글리벡과 수텐트 등 기존 약물에 내성을 보이는 이차 돌연변이 c-KIT (D816V)에 대한 구조적, 활성적 분석을 기반으로 정상 c-KIT와의 차이점을 원자수준에서 파악하여 내성 발생 기전을 규명하고 이를 바탕으로 돌연 변이된 c-KIT (D816V)에 효과적으로 작용할 수 있는 화합물을 설계, 도출하였음. 또한 이러한 전략을 바탕으로 T315I 돌연변이 ABL 키나제의 활성부위를 구조 계산을 통하여 분석하였고 이들의 상호 작용을 측정하여 돌연변이 키나제의 작용을 억제할 수 있는 플라본 구조를 가진 화합

연구의 목적 및 내용
글리벡과 수텐트 등 기존 약물에 내성을 보이는 이차 돌연변이 c-KIT (D816V)에 대한 구조적, 활성적 분석을 기반으로 정상 c-KIT와의 차이점을 원자수준에서 파악하여 내성 발생 기전을 규명하고 이를 바탕으로 돌연 변이된 c-KIT (D816V)에 효과적으로 작용할 수 있는 화합물을 설계, 도출하였음. 또한 이러한 전략을 바탕으로 T315I 돌연변이 ABL 키나제의 활성부위를 구조 계산을 통하여 분석하였고 이들의 상호 작용을 측정하여 돌연변이 키나제의 작용을 억제할 수 있는 플라본 구조를 가진 화합물을 설계하고 도출함.
연구결과
-(가상)스크리닝을 이용하여 저해제 구조 다양화 및 신규 저해 화합물의 구조와 작용단(pharmacophores)을 평가, 분석
-돌연변이 c-KIT(D816V), ABL(T315I) 구조 모델 구축
-도킹 연구를 위하여 다양한 도킹 알고리즘들을 비교·분석하고 방법론을 설정
-활성 저해제의 항암 및 질병 치료 효과 검색
-Fragment-growing 전략을 적극 활용하여 타겟 선택성과 효과가 높은 약물 설계와 합성
-저해제의 물성향상과 돌연변이 세포내 활성 측정
-활성이 높은 물질의 작용단을 바탕으로 구조-활성 상관관계 구축
-변이된 c-KIT(D816V)와 ABL(T315I) 3차원 구조정보를 비교·분석하고, 선택적 리간드 개발을 위한 분자수준의 타겟과 리간드간의 결합관계를 예측
-약리작용단 모델을 분석하여 변이된 각 타겟에 대해 공통점 및 선택성을 줄 수 있는 부분을 집중 탐색과 구조적 정보 구축
-타겟 구조와 활성의 상관관계를 바탕으로 약물내성 기전 규명
-저해제와의 결합 속도, 평형상수, 구조 모델링 그리고 생물학적 데이터를 바탕으로 하여 상호 연관성을 도출
-저해 화합물을 사용하여 c-KIT 돌연변이와 연계된 세포와 동물모델에서 실험
연구결과의 활용계획
c-KIT(D816V)와 ABL(T315I) 등에 대한 구조 분석 , 내성기전 규명에 대한 정보와 함께 이에 효과적으로 작용할 수 있는 화합물에 대한 연구로 약물내성 극복에 대한 전략마련에 실마리를 제시하며 향후 장기적인 표적 항암치료에 대한 전략수립에도 적극 활용될 것임 . 특히 본 연구로 축적된 노하우를 바탕으로 암질병과 관련된 주요한 키나아제 타겟인 PI3K, m-TOR, AKT, CDK 등의 돌연 변이에 대한 연구로 확대하여, 향후 암질병 관련 약물 내성 극복 전략에 기여할 것으로 사료됨.

Abstract ▼

Purpose&contents
The purpose of this research is to elucidate the molecular basis of drug resistance caused by c-KIT gene mutation (D816V) and ABL(T315I) to facilitate the translation of resulting insights into c-KIT (D816V/H) specific inhibitors that can overcome the resistance to Gleevec and Su

Purpose&contents
The purpose of this research is to elucidate the molecular basis of drug resistance caused by c-KIT gene mutation (D816V) and ABL(T315I) to facilitate the translation of resulting insights into c-KIT (D816V/H) specific inhibitors that can overcome the resistance to Gleevec and Sutent. The objective will be reached by systematic approach employing integrated and collaborative work on discovery, development, and optimization of the chemical and biological technologies.
Result
● Structure-based design and virtual screening utilizing 3D structures of receptor and ligands guided by docking modeling (pharmacophore based design)
● Construction of structural modeling of c-KIT(D816V) and ABL(T315I) induced-fit docking and molecular dynamics simulation
● Assay development to test biological efficacy & selectivity
● Knowledge-based focused screening sets with a diverse, developable compound collection
● Improvement of physico-chemical property, PK and cell activity relationship utilizing fragment-growing strategy
● Activity test on drug resistant cells
● The structure analysis and 3D structure-based pharmacophore modeling to provide the rationale for the discovery of selective c-KIT(D816V/H) inhibitors
● Studies on inter-relationship between structural difference and pharmacodynamic read-out of effect on target and toxicity profiles, elucidating the mechanism of drug resistance
● Animal studies for in vivo test over conditional mutant c-KIT model including cocktail therapy
Expected Contribution
This research will provide valuable insight for establishing strategy to combat drug resistance caused by c-KIT gene mutation (D816V/H) and ABL(T315I) to overcome resistance to Gleevec and Sutent. The novel c-KIT (D816V) inhibitors identified by our research will be useful not only as research tools in mechanism studies but also as drug candidates after safety test.

목차 Contents

• 핵심연구사업 최종보고서(평가용) ... 1
• 목 차 ... 2
• 연구계획 요약문 ... 3
• 연구결과 요약문 ... 4
• 한글요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 연구내용 및 결과 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 7
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 7
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 13
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 13
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 14
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 14
• 8. 참고문헌 ... 16
• 9. 연구성과 ... 16
• 10. 기타사항 ... 28
• 끝페이지 ... 33