ホスホリパーゼA_2の構造化学的研究と特異的阻害剤の開発

本年度は,外分泌型ホスホリパーゼA_2(PLA_2)の中でも,牛膵臓より得られるPLA_2に着目した本酵素は,N-末端が7残基長い前駆体酵素(pro-PLA_2)として膵臓より発現され,トリプシンによってその7残基が限定分解を受け活性型酵素となる.前駆体酵素と活性型酵素では,ミセル状の基質に対して全く異なった活性力を示す.そこでこの機能の違いを解明することを目的としてpro-PLA_2と二種のアミド型基質アナログとの複合体のX線結晶構造解析法による構造化学的研究を行った.用いた基質アナログは,(R)-2-dodecanoylamino-1-hexanol-phophocholine(コリン型アナログ)と(R)-2-dodecanoylamino-1-hexanol-phophoglychole(グリコール型アナログ)である.両複合体結晶は,蒸気拡散平衡法により得ることが出来た.X線回析強度データの測定は,R-AXISIICを用いて行った.活性型酵素の構造を初期構造として同型置換法により解析し,構造精密化はプログラムX-PLORによって行った.2.1Å分解能での両複合体の構造を比較すると,蛋白質分子の全体構造にはほとんど違いが無かった.また,N-末端のプロ部分ならびに65〜70残基目ループ部分は揺らぎが大きく,正確な構造を決定することが出来なかった.両基質アナログの蛋白質分子との相互作用様式の比較では,アナログ分子のリン酸基部分およびアルキル鎖部分の相互作用は,コリン型,グリコール型両アナログにおいて大きな違いは無かった.しかし,コリン基,およびグリーコル基近傍で蛋白質分子との相互作用に大きな違いが確認された.更に,グリコール型のアナログ分子はグリコール部分の負電荷が,触媒活性部位に存在する水素結合ネットワークに大きく影響を与え酵素単独の構造とは変化していることが明らかとなった.

本年度は,外分泌型ホスホリパーゼA_2(PLA_2)の中でも,牛膵臓より得られるPLA_2に着目した本酵素は,N-末端が7残基長い前駆体酵素(pro-PLA_2)として膵臓より発現され,トリプシンによってその7残基が限定分解を受け活性型酵素となる.前駆体酵素と活性型酵素では,ミセル状の基質に対して全く異なった活性力を示す.そこでこの機能の違いを解明することを目的としてpro-PLA_2と二種のアミド型基質アナログとの複合体のX線結晶構造解析法による構造化学的研究を行った.用いた基質アナログは,(R)-2-dodecanoylamino-1-hexanol-phophocholine(コリン型アナログ)と(R)-2-dodecanoylamino-1-hexanol-phophoglychole(グリコール型アナログ)である.両複合体結晶は,蒸気拡散平衡法により得ることが出来た.X線回析強度データの測定は,R-AXISIICを用いて行った.活性型酵素の構造を初期構造として同型置換法により解析し,構造精密化はプログラムX-PLORによって行った.2.1Å分解能での両複合体の構造を比較すると,蛋白質分子の全体構造にはほとんど違いが無かった.また,N-末端のプロ部分ならびに65〜70残基目ループ部分は揺らぎが大きく,正確な構造を決定することが出来なかった.両基質アナログの蛋白質分子との相互作用様式の比較では,アナログ分子のリン酸基部分およびアルキル鎖部分の相互作用は,コリン型,グリコール型両アナログにおいて大きな違いは無かった.しかし,コリン基,およびグリーコル基近傍で蛋白質分子との相互作用に大きな違いが確認された.更に,グリコール型のアナログ分子はグリコール部分の負電荷が,触媒活性部位に存在する水素結合ネットワークに大きく影響を与え酵素単独の構造とは変化していることが明らかとなった.