インスリン分解酵素の活性分離に及ぼすチロシン修飾の影響

インスリン分解酵素 (IDE) は、インスリン (Ins) のみならず、アミロイドβ (Aβ) も分解する。そのためIDEは、2型糖尿病のリスク上昇と、アルツハイマー病のリスク軽減の二面性を有する。一方IDEによる分解は、活性中心のactive siteと基質結合部位のexo siteが関与する。また、active siteとexo siteに2個のチロシン残基 (Tyr) が存在するため、これらの修飾を介し、Ins分解の抑制とAβ分解の亢進など、好ましい基質特異性の改変も期待される。そこでTyrとのEne反応が知られるCookson試薬 (4-phenyl-1,2,4-triazoline-3,5-dione, PTAD) を用い、IDEのTyr修飾による基質特異性・分解活性への影響評価を目的とした。PTAD修飾をしたIDE (PTAD-IDE) をtrypsin、V8およびchymotrypsinで処理し、LC-MS(/MS)により測定した結果、配列カバー率は89.97%であった。IDEに存在するTyr残基43個のうち15個の修飾が確認され、鍵となるactive siteとexo siteのTyrの修飾も同定された。またIDEが1日でAβとInsの両者を99%以上分解したのに対し、PTAD-IDEは3日でAβのみを99%以上分解し、Insの分解は見られなかった。更に、AβおよびInsが共存している試料内でも、同様の活性分離が確認された。ちなみにIDEのTyr314/Tyr831の複合体における基質との距離は、AβのGlu3/Phe19と各々10.6 Å/2.9 Å、InsのHis10/Phe1と各々2.8 Å/3.7 Åである事から、Tyr314/Tyr831両者からの結合距離の短いInsがより修飾の影響を受け、活性が阻害されたと推測した。

インスリン分解酵素 (IDE) は、インスリン (Ins) のみならず、アミロイドβ (Aβ) も分解する。そのためIDEは、2型糖尿病のリスク上昇と、アルツハイマー病のリスク軽減の二面性を有する。一方IDEによる分解は、活性中心のactive siteと基質結合部位のexo siteが関与する。また、active siteとexo siteに2個のチロシン残基 (Tyr) が存在するため、これらの修飾を介し、Ins分解の抑制とAβ分解の亢進など、好ましい基質特異性の改変も期待される。そこでTyrとのEne反応が知られるCookson試薬 (4-phenyl-1,2,4-triazoline-3,5-dione, PTAD) を用い、IDEのTyr修飾による基質特異性・分解活性への影響評価を目的とした。PTAD修飾をしたIDE (PTAD-IDE) をtrypsin、V8およびchymotrypsinで処理し、LC-MS(/MS)により測定した結果、配列カバー率は89.97%であった。IDEに存在するTyr残基43個のうち15個の修飾が確認され、鍵となるactive siteとexo siteのTyrの修飾も同定された。またIDEが1日でAβとInsの両者を99%以上分解したのに対し、PTAD-IDEは3日でAβのみを99%以上分解し、Insの分解は見られなかった。更に、AβおよびInsが共存している試料内でも、同様の活性分離が確認された。ちなみにIDEのTyr314/Tyr831の複合体における基質との距離は、AβのGlu3/Phe19と各々10.6 Å/2.9 Å、InsのHis10/Phe1と各々2.8 Å/3.7 Åである事から、Tyr314/Tyr831両者からの結合距離の短いInsがより修飾の影響を受け、活性が阻害されたと推測した。