Elucidation of mechanism of inhibition by kinesin motor with structural and thermodynamic analyses and development of anticancer drugs

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本研究では、X線結晶構造解析と熱分析（等温滴定型カロリメトリー）を主な手法として、細胞分裂期特異的なキネシンモータータンパク質であるCENP-Eとその阻害剤やATPアナログとの複合体構造を決定し、それら阻害剤による阻害の様式やATP加水分解の反応機構を解明することで、新規な抗がん剤を設計する構造基盤を得ることを目的とした。既存のタキサン、ビンカアルカロイドなどの微小管阻害剤と異なり、キネシンモーターの阻害剤は非分裂期の微小管には作用しないため、副作用の少ない抗がん剤のリード化合物として期待できる。初年度の令和4年度には、ヒトCENP-Eのモータードメイン（C末にHis tagを付与）の大量発現と精製の手法をすでに確立しているので、その手法で精製サンプルを得たのち、タンパク質発現時から含まれる内因性のヌクレオチド（ADP）を酵素apyraseを用いて加水分解して除去し、非加水分解性ATP アナログであるAMPPNPを添加した複合体の結晶を得、放射光施設（つくば高エネルギー加速器研究機構）にて1.9 Åと高分解能でX線回折強度データを収集し、分子置換法により構造解析を行った。得られた構造では、AMPPNPの電子密度が確認できた。このAMPPNP複合体構造を既に得られているADP複合体構造と比較することで構造変化を考察した。また本構造を、異なるファミリーのキネシンモータードメインのAMPPNNP複合体構造と比較することで、CENP-Eの特徴的な構造を考察した。構造の詳細について論文にまとめ投稿した。