ブロメラインインヒビターの3次元構造解析とそれに基づく阻害剤の開発

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プロメライン インヒビター(BI)は、パイナップルの茎に存在する蛋白質性のシステインプロテアーゼ インヒビターである。我々はBIを単離精製し、アイソタイプVI(BI-VI)の2次元NMRスペクトルを測定解析して、溶液3次元構造を決定した。その結果、この蛋白質はβシートにより形成されるドメイン2個からなり、各ドメインは3本鎖の逆平行βシートからなることがわかった。BIのトリプシンならびにキモトリプシンに対する阻害活性を測定したところ、このインヒビターはセリンプロテアーゼ阻害活性も有することが明らかとなった。本研究では、BI-VIをタンパク質工学的に種々修飾あるいは置換して有用なインヒビターを開発することを目的として、遺伝子のクローニングと発現系の構築とを行った。BI-VIのアミノ酸配列をもとに、BIの遺伝子をクローニングした。genomic DNAから全長がクローニングされたBI遺伝子は、重鎖、軽鎖、重鎖、軽鎖というように重鎖、軽鎖の配列が3回繰り返され、軽鎖と重鎖の間には5残基の、重鎖と軽鎖の間には19残基のアミノ酸が挿入されていることが判明した。また、この遺伝子構造からアミノペプチダーゼとカルボキシペプチダーゼの作用を考慮することにより、これまでに蛋白質として得られているすべてのBI異性体のアミノ酸配列が説明できた。この挿入配列は一般的なイントロン則には当てはまらないので、イントロンではなくBI遺伝子の1部であり、プロ配列だと考えられる。このBI遺伝子の構造に基づいて、BI-VIおよび全長BIの発現系を構築し、活性を確認した。今後、上記の目的の変異体BIの作成を目指す。