寄生原虫におけるプロスタグランジン合成酵素の分子生物学的解析と医薬品開発への応用

原生动物寄生虫前列腺素合酶的分子生物学分析及其在药物开发中的应用

• 批准号: 14021130
• 负责人: 裏出 良博
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: Osaka Bioscience Institute
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14021130/
• 关键词: リーシュマニア症; シャーガス病; アフリカ睡眠病; トリパノソーマ; プロスタグランジン F_<2α>; アルド・ケト還元酵素遺伝子ファミリー; 旧黄色酵素遺伝子ファミリー; X線結晶構造

我々は、リーシュマニア症の病原寄生虫であるLeishmania majorやシャーガス病の病原寄生虫であるTrypanosoma cruziが、哺乳類の代謝系とは薬剤感受性の異なるプロスタグランジン(PG)生合成系を持つことを発見した。そして、L.majorのPGF_<2α>合成酵素のcDNAをクローニングし、大腸菌を用いて遺伝子組換え型酵素の発現と精製を行なった。その結果、本酵素が、我々が既に同定したアフリカ睡眠病の病原寄生虫であるT.bruceiのPGF_<2α>合成酵素と同じアルド・ケト還元酵素遺伝子ファミリーに属する分子量34,000蛋白質であり、T.bruceiのPGF_<2α>合成酵素に対する抗体に対して免疫交差性を示すことを見い出した。そして、RT-PCRとウェスタンブロット法を用いて、本酵素はL.major、L.donovani、L.tropica等の旧世界リーシュマニアには存在するが、L.mexicanaやL.amazonensis等の新世界リーシュマニアには存在しないことを証明した。さらに、大腸菌を用いて発現したT.bruceiのPGF_<2α>合成酵素の結晶化に成功し、大型放射光施設SP-ring8でのX線回折データの収集を行ない、2.6Å分解能の結晶構造を決定した。その結果、本酵素の全体構造は、アルド・ケト還元酵素遺伝子ファミリーに共通に認められるTIMバレルであるが、触媒部位付近は非常に特徴的な構造を持つことを明らかにした。さらに、T.cruziのPGF_<2α>合成酵素の精製とcDNAクローニング、および、大腸菌を用いた遺伝子組換え型酵素の発現と精製を行なって、本酵素が旧黄色酵素遺伝子ファミリーに属する分子量42,000のフラビン蛋白質であることを証明した。

The metabolic system of mammals and the biosynthetic system of anti-drug susceptibility have been developed. PGF_(2α) synthase cDNA from L.major was developed and purified from E. coli. As a result, the enzyme was identified as a PGF_<2α> synthase of T.brucei, a pathogenic parasite of sleep disease, and its molecular weight was 34,000. The antibody against the PGF_<2 α> synthase of T.brucei was shown to be immune. This enzyme is proved to exist in the new world by RT-PCR and the new world by L.major, L.donovani and L.tropica. In addition, the crystallization of PGF_<2α> synthase from T.brucei was successfully developed in Escherichia coli, and the crystallization structure of X-ray reflection from SP-ring8 was determined. As a result, the entire structure of this enzyme is similar to that of the enzyme promoter. In addition, the purification and cDNA conversion of PGF_<2α> synthase from T.cruzi and the development and purification of PGF_<2α> synthase from E. coli have been demonstrated. This enzyme belongs to the family of PGF_<2 α> synthase with molecular weight of 42,000.

项目成果

Kubata BK: "A key role for old yellow enzyme in the metabolism of drugs by Trypanosoma cruzi."J Exp Med. 196. 1241-1251 (2002)

Kubata BK：“老黄酶在克氏锥虫药物代谢中发挥着关键作用。”J Exp Med。

Kabututu Z.: "Prostaglandin production from arachidonic acid and evidence for a 9, 11-endoperoxide prostaglandin H_2 reductase in Leishmania"Int.J.Parasitol. 32. 1693-1700 (2003)

Kabututu Z.：“从花生四烯酸中产生前列腺素以及利什曼原虫中 9, 11-内过氧化物前列腺素 H_2 还原酶的证据”Int.J.Parasitol。

Okano Y: "Crystallization and preliminary X-ray crystallographic studies of Trypanosoma brucei prostaglandin F2 synthase."J Biochem. 132. 859-861 (2002)

Okano Y：“布氏锥虫前列腺素 F2 合酶的结晶和初步 X 射线晶体学研究。”J Biochem。