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

酪氨酸修饰对胰岛素降解酶活性分离的影响

• 批准号: 22K05343
• 负责人: 幡川 祐資
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05343/
• 关键词: インスリン分解酵素; チロシン残基; Cookson型試薬; タンパク質ラベル化; 阻害剤; アミロイドβ; インスリン

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。

胰岛素降解酶（IDE）不仅胰岛素（INS），还降解淀粉样蛋白β（Aβ）。因此，IDE有两个方面：增加2型糖尿病的风险和降低阿尔茨海默氏病的风险。另一方面，IDE的降解涉及底物结合位点的活动中心和EXO位点的活动位点。此外，由于活性位点和EXO位点存在两个酪氨酸残基（Tyr），因此通过这些修饰可以预期优选的底物特异性的修饰，例如抑制INS降解并增强Aβ降解。因此，库克森试剂（4-苯基-1,2,4-三唑啉-3,5-二酮，PTAD），以其与Tyr的ENE反应而闻名，用于评估IDE修饰对底物特异性和降解活性的影响。 PTAD修饰的IDE（PTAD-ID）用胰蛋白酶，V8和甲状腺素蛋白酶治疗，并通过LC-MS（/MS）测量，序列覆盖率为89.97％。在IDE中存在的43个TYR残基中，确认了15个修改，并确定了主动和EXO位点的关键Tyr修改。此外，虽然IDE在一天之内使Aβ和INS降低了99％以上，但PTAD-IDE在三天内仅将Aβ降低了99％以上，并且没有观察到INS的降解。此外，在Aβ并共存的样品中证实了相似的活性分离。顺便说一句，IDE的Tyr314/Tyr831复合物中的底物之间的距离为10.6Å/2.9Å和2.8Å/3.7Å每个，每个INS中的AβGLU3/PHE1和HIS10/PHE1的距离为INS，我们推测，INS的距离是从Tyr314/Tyr831进行了更短的bignitive and tyr314/tyr831的限制，并且对Modivied的影响更短，并且对Modifife均具有更短的结合。

项目成果

インスリン分解酵素の基質特異性に及ぼすチロシン修飾の影響

酪氨酸修饰对胰岛素降解酶底物特异性的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 竹内裕貴;幡川祐資;李 宣和;大江知行
• 通讯作者: 大江知行

Cookson型蛍光試薬によるTyr残基のラベルとその蛍光特性に関する基礎的検討

Cookson型荧光试剂标记Tyr残基及其荧光性质的基础研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 野尻ことね;幡川祐資;李 宣和;大江知行
• 通讯作者: 大江知行