DNAポリメラーゼβおよびDNAトポイソメラーゼII新規特異的阻害物質の研究

新型DNA聚合酶β和DNA拓扑异构酶II特异性抑制剂的研究

• 批准号: 14780466
• 负责人: 水品 善之
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Kobe Gakuin University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14780466/
• 关键词: DNAポリメラーゼβ; DNAトポイソメラーゼII; 酵素阻害剤; 蛋白質立体構造; 抗癌剤; コンピュータ・シミュレーション; タンパク質立体構造

(1)天然材料からDNAポリメラーゼおよびDNAトポイソメラーゼII阻害物質の探索天然からDNAポリメラーゼβおよびDNAトポイソメラーゼIIを選択的に阻害する物質を探索した。薬用植物であるナンテンの葉から細胞を脱分化させて、大量培養した細胞の脂溶性抽出液に両酵素の阻害活性が見られたので、阻害物質を単離・精製した。化学構造を^1H-および^<13>C-NMR,FAB-MSで解析した結果、トリテルペンであった。そこで、この細胞に存在する各種トリテルペン類を単離・精製、化学構造を決定してから、トリテルペンの構造とDNAポリメラーゼβおよびDNAトポイソメラーゼIIの阻害活性の相関を調査した。カルボキシル基(COOH基)を有すること、水酸基(OH基)が少ないことが両酵素の阻害に必須であることをが示唆されたDNAポリメラーゼβとDNAトポイソメラーゼIIの共通阻害にはトリテルペンのステロール骨格の構造が関わっており、olide型やlupane型よりも、ursane型が阻害に重要であることがわかった。(2)酵素-阻害剤の分子間相互作用の解析DNAトポイソメラーゼII阻害剤として報告されているHoppospongic acid A (HA-A)がDNAポリメラーゼβを阻害することを見出した。DNAポリメラーゼβ (39kDa)はトリプシンで加水分解してdNTP結合活性を持つ31kDaドメイン断片とDNA結合活性を持つ8kDaドメイン断片に分けることができる。これら酵素や断片を用いてHAAとの分子間相互作用測定を実施した。その結果、HA-Aは8kDaドメインのssDNA結合活性に必須なアミノ酸群と結合することが解明された。そして、そのアミノ酸群を鋳型にしてDNAトポイソメラーゼIIのssDNA結合活性領域におけるHA-A結合シミュレーションに成功した。

(1) the natural material か ら DNA ポ リ メ ラ ー ゼ お よ び DNA ト ポ イ ソ メ ラ ー ゼ II resistance against material の explore natural か ら DNA ポ リ メ ラ ー ゼ beta お よ び DNA ト ポ イ ソ メ ラ ー ゼ II を sentaku に resistance against す る material を explore し た. 薬 with plant で あ る ナ ン テ ン の leaf か ら cells を dedifferentiation さ せ て, mass culture し た cells の fat-soluble extract に struck enzyme の resistance against active が see ら れ た の で, resistance against material を 単 from, refined し た. Chemical structure を^1H-および^<13>C-NMR,FAB-MSで analysis た た results, トリテ ペ ペ ペ であった であった. そ こ で, こ の cells exist に す る various ト リ テ ル ペ ン class を 単 from refining and chemical structure を decided し て か ら, ト リ テ ル ペ ン の tectonic と DNA ポ リ メ ラ ー ゼ beta お よ び DNA ト ポ イ ソ メ ラ ー ゼ II の resistance against active の masato を survey し た. カ ル ボ キ シ ル base (COOH) を す る こ と, water, acid radical (OH) less が な い こ と が struck enzyme の resistance against に must で あ る こ と を が in stopping さ れ た DNA ポ リ メ ラ ー ゼ beta と DNA ト ポ イ ソ メ ラ ー ゼ II の resistance against common に は ト リ テ ル ペ ン の ス テ ロ ー ル bone の tectonic が masato わ っ て お り や, olide type The lupane type よ が and the ursane type が are mainly harmful to に and である った とがわ った った った. (2) enzyme - resistance against tonic の intermolecular interactions の parsing DNA ト ポ イ ソ メ ラ ー ゼ II resistance against tonic と し て report さ れ て い る Hoppospongic acid A (HA - A) が DNA ポ リ メ ラ ー ゼ beta を resistance against す る こ と を shows し た. DNA ポ リ メ ラ ー ゼ beta (39 kda) は ト リ プ シ ン で hydrolytic decomposition し て dNTP binding activity を hold つ 31 kda ド メ イ ン と fragment DNA binding activity を hold つ 8 kda ド メ イ ン fragment に points け る こ と が で き る. The <s:1> れら enzyme や fragment を was used to determine the intermolecular interaction of <s:1> てHAAと <s:1> and apply <s:1>. そ の result, HA - A は 8 kda ド メ イ ン の ssDNA binding activity に must な ア ミ ノ acid group of と す る こ と が interpret さ れ た. そ し て, そ の ア ミ ノ acid group を type where に し て DNA ト ポ イ ソ メ ラ ー ゼ II の ssDNA binding activity areas に お け る HA - A combination シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に successful し た.

项目成果

Yoshiyuki Mizushina et al.: "Molecular action mode of hippospogic acid A, an inhibitor of gastrulation of starfish embryos"J.Biochem.. 133・4. 541-552 (2003)

Yoshiyuki Mizushina等：“海马胚胎原肠胚形成抑制剂马马酸A的分子作用模式”J.Biochem.. 133・4（2003）。

Chikako Murakami et al.: "Analysis of cell cycle regulation by l-mono-0-acyl-3-0-(α-D-sulfoquinovosyl)-glyceride (SQMG),an inhibitor of eukaryotic DNA polymerases"Biochem.Pharmacol.. 66・4. 541-550 (2003)

Chikako Murakami 等人：“真核 DNA 聚合酶抑制剂 l-单-0-酰基-3-0-(α-D-磺基喹诺酰基)-甘油酯 (SQMG) 对细胞周期调节的分析”Biochem.Pharmacol.. 66・4。541-550（2003）

Yoshiyuki Mizushina et al.: "A plant phytotoxin, solanapyrone A, is an inhibitor of DNA polymerase β and λ"J. Biol. Chem.. 277・1. 630-638 (2002)

Yoshiyuki Mizushina 等：“植物毒素，茄吡酮 A，是 DNA 聚合酶 β 和 λ 的抑制剂”J. Biol. 277・1 (2002)。

Chikako Murakami et al.: "Structure-function relationship of synthetic sulfoquinovosyl-acylglycerols as a mammalian DNA polymerases inhibitors"Arch. Biochem. Biophys.. 403・2. 229-236 (2002)

Chikako Murakami 等人：“合成磺基奎诺酰基甘油作为哺乳动物 DNA 聚合酶抑制剂的结构与功能关系”Arch. Biophys.. 229-236 (2002)

Shunya Takahashi et al.: "Total synthesis of dehydroaltenusin"Tetrahedron Lett.. 44・9. 1875-1877 (2003)

Shunya Takahashi 等：“脱氢altenusin 的全合成”Tetrahedron Lett.. 1875-1877 (2003)。