ピリミジン塩基合成系を標的とする抗トリパノソーマ薬開発モデルの確立

ピリミジン塩基合成系の第二酵素aspartate carbamoyltransferase(ACT)は、哺乳類では第1、第3酵素と融合した多機能蛋白として存在するが、クルーズトリパノソーマ(Tc)のACT(TcACT)は、単独の、調整サブユニットを持たない酵素として存在する。また、前年度の研究からTcACTは基質特異性が哺乳類酵素と大きく異なり(論文投稿中)、そのことから治療薬の標的候補としても有望であると考えられる。本年度はTcACTの高次構造解析のための結晶化を試みた。沈澱剤としてPEG及び硫安を用いて検討したが、現在のところ結晶は得られておらず、種々の条件について検討を進めている。またピリミジン合成経路のTcにおける特異性や哺乳類との相違点を、経路全体の分子進化の産物として位置付けた上で、ピリミジン合成に関わる全6酵素についてそれぞれ分子系統樹を作製した(投稿中)。その結果、第4、第6酵素を除く各酵素の系統樹上で、Tcは真核生物のごく初期に分岐したものと推定された。一方、Tcの第4酵素は酵母、乳酸菌のそれと同一のグループに属し、Tcが同酵素遺伝子を二次的に獲得したものと考えられた。この結果は第4酵素の生化学的性状と一致した。第6酵素は、Tcでは第6/第5の順に融合した蛋白(哺乳類では第5/第6の融合)で、トリパノソーマ科原虫に特徴的な細胞内小器官グリコソームに局在していると考えられている。第6酵素の分子系統樹を作製したところ、興味深いことにTcは好熱細菌や結核菌とのみグループを形成し、その起源が哺乳類型酵素とは異なること、生化学的にも哺乳類酵素とは異なる性質を持つことから、Tcの第6(第6/第5融合)酵素の、薬剤標的酵素としての可能性が示唆された。

ピリミジン塩基合成系の第二酵素aspartate carbamoyltransferase(ACT)は、哺乳類では第1、第3酵素と融合した多機能蛋白として存在するが、クルーズトリパノソーマ(Tc)のACT(TcACT)は、単独の、調整サブユニットを持たない酵素として存在する。また、前年度の研究からTcACTは基質特異性が哺乳類酵素と大きく異なり(論文投稿中)、そのことから治療薬の標的候補としても有望であると考えられる。本年度はTcACTの高次構造解析のための結晶化を試みた。沈澱剤としてPEG及び硫安を用いて検討したが、現在のところ結晶は得られておらず、種々の条件について検討を進めている。またピリミジン合成経路のTcにおける特異性や哺乳類との相違点を、経路全体の分子進化の産物として位置付けた上で、ピリミジン合成に関わる全6酵素についてそれぞれ分子系統樹を作製した(投稿中)。その結果、第4、第6酵素を除く各酵素の系統樹上で、Tcは真核生物のごく初期に分岐したものと推定された。一方、Tcの第4酵素は酵母、乳酸菌のそれと同一のグループに属し、Tcが同酵素遺伝子を二次的に獲得したものと考えられた。この結果は第4酵素の生化学的性状と一致した。第6酵素は、Tcでは第6/第5の順に融合した蛋白(哺乳類では第5/第6の融合)で、トリパノソーマ科原虫に特徴的な細胞内小器官グリコソームに局在していると考えられている。第6酵素の分子系統樹を作製したところ、興味深いことにTcは好熱細菌や結核菌とのみグループを形成し、その起源が哺乳類型酵素とは異なること、生化学的にも哺乳類酵素とは異なる性質を持つことから、Tcの第6(第6/第5融合)酵素の、薬剤標的酵素としての可能性が示唆された。