ペプチドC末端アミド化酵素がIDH変異を伴う悪性腫瘍に及ぼす影響

肽C端酰胺化酶对IDH突变恶性肿瘤的影响

• 批准号: 21K06849
• 负责人: 下川 千寿
• 金额: $ 2万
• 依托单位: Kurume University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06849/
• 关键词: イソクエン酸デヒドロゲナーゼ(IDH)変異; 2-ヒドロキシグルタル酸(D2HG); ペプチドC末端アミド化酵素(PAM); ペプチドC末端水酸化酵素(PHM); 水酸化ペプチ ド分解酵素(PAL); 水酸化ペプチド分解酵素(PAL); イソクエン酸デヒドロゲナーゼ(IDH); 悪性腫瘍

イソクエン酸デヒドロゲナーゼ(IDH)変異は、様々な悪性腫瘍において高頻度にみられる変異である。この変異は機能獲得型であり、変異型IDHは新たに2-ヒドロキシグルタル酸(D2HG)を産生する。一方、ペプチドC末端アミド化酵素(PAM)は、2つのドメイン(ペプチドC末端水酸化酵素(PHM)および水酸化ペプチド分解酵素(PAL))からなる2機能酵素であり、2段階の反応を経て、ペプチドC末端アミド化反応を行う。オキシトシン、バソプレシン、カルシトニン、ニューロペプチドYなどに代表されるペプチドホルモンまたは神経伝達物質として機能するペプチドの約半数は、PAMの働きによりC末端アミノ酸がアミド化されその生物活性を発現する。そのためPAMの機能不全は致死的であり、PAMの生体内での果たす役割は非常に大きい。本研究課題の「問い」は、IDH変異より生成したD2HGがPAMの酵素活性を阻害し、PAMの標的ペプチドのアミド化反応が抑制されることにより、悪性腫瘍の発生とその進行が促進されるという仮説を立証することである。本年度では、本研究の目的1「D2HG存在下におけるPAM活性の速度論的解析」について研究を進め、実際にD2HGがPAMを阻害することを明らかとし、それはPAMの2段階反応の前半の水酸化反応であるPHM反応を阻害することで起こることを明らかとした。それらについて詳細な速度論的解析を行った。さらに、目的3「D2HG結合型PAMの結晶構造解析」について研究を進め、これまで得られていた条件とは異なる条件下においてPAM結晶が生成されることを確認し、それらの結晶に置いてX線照射実験により3A程度の回折点が得られることが確認された。

异位酸脱氢酶（IDH）突变是多种恶性肿瘤中高度常见的突变。该突变是功能的收益，突变体IDH产生新的2-羟基戊二酸（D2HG）。另一方面，肽C末端酰胺酶（PAM）是由两个结构域（肽C末端羟化酶（PHM）和羟基肽降解酶（PAL））组成的两功能酶，并在两步反应中反应了两端的反应。在PAM表达其生物学活性的作用中，大约有一半充当肽激素的肽，例如催产素，加压素，降钙素，神经肽Y或神经递质。因此，PAM功能障碍是致命的，PAM在体内的作用非常大。该研究主题中的“问题”是确定由IDH突变产生的D2HG抑制PAM的酶活性并抑制PAM靶肽的胺化反应，从而促进恶性肿瘤的发育和进展。在今年，我们一直在对本研究的目标1进行研究：“在D2HG存在下对PAM活性的动力学分析”，并揭示了D2HG实际上抑制了PAM，并且这是通过抑制PHM反应，PAM两步反应的前半部分中的PHM反应来发生。对这些进行了详细的动力学分析。此外，对目标3进行了研究，“ D2HG键入PAM的晶体结构分析”，并确认PAM晶体是在与到目前为止获得的条件不同的条件下产生的，并且可以证实，可以通过这些晶体上的X射线辐射实验获得约3A的衍射点。