カテプシンBとLの基質結合領域立体構造解析の差異と、それに基ずく特異的阻害剤開発.

组织蛋白酶B和L的底物结合区域的三维结构分析的差异以及基于这些差异的特异性抑制剂的开发。

基本信息

批准号：
08278235
负责人：
勝沼信彦
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Tokushima Bunri University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-08278235/
关键词：
カテプシンL カテプシンB 骨粗鬆症カテプシン阻害剤

项目摘要

1.[研究目的と創薬の新方法論]カテプシンLタイププロテアーゼの特異的阻害剤を開発して骨コラーゲン過剰分解を抑制し、骨粗鬆症の新治療薬を開発することを目的としておこなった研究である。その開発方法論として、標的酵素カテプシンLタイププロテアーゼの立体構造グラフィックスにフィットする阻害剤を理論的にデザインし、それらを化学合成するという新方法を確立して成功した。従来のバクテリアや植物の有効成分をスクリーニングするという方法論に換わる新しい創薬デザインである。2.[研究成果]カテプシンBのX線結晶解析により立体構造グラフィックス作った。またパパインとの類似性からカテプシンLの推定立体構造をも作った。これらにより、両酵素の基質結合ポケットの立体構造的差異明らかにすることが出来た。最大の差異はカテプシンBには基質結合ポケットの上部がEI_<122 105>によりOccluding loopを作ってふさがっており、そこに110と111番の2つのHistidineがあるために、基質や阻害剤のC末がこれらのHistidineに固定されることである。カテプシンLは上部にこのOccluding loopがないので自由に大きな分子がC末から入り得る。従ってカテプシンBではC末が固定されると、それからペプチド結合2ケの距離にあるエポキシコハク酸が、酵素のシステイン-SHおよび23番グルタミンの間でオキソアニアンホールを作って強く結合される。以上の理論を基にして新しいエポキシコハク酸誘導体をデザインして強力にしてカテプシンLに特異性の高い新阻害剤を開発した。これらはCLIKと名付けられた。これらは10 ^8Mの濃度でカテプシンLを完全阻害し、10 ^6Mでも他のカテプシン群を全く阻害しない。これらのCLIKのカテプシンLに対するKI-は10 ^9Mオーダーである。更にこれらのCLIKは破骨細胞による骨コラーゲンの分解、ビット形成を強く抑制することが出来た。従ってCLIKは細胞内に良く取り込まれ、毒性もなく有効に細胞内のカテプシンLを抑制できることが明らかになった。3.[学術的、医学的意義]新しいカテプシンLの特異的阻害剤を開発することにより、カテプシンLの生体内役割を解明できるばかりでなく硬骨細胞のカテプシンLによりおこる骨吸収を抑制する新薬の開発ができる。即ち、骨粗鬆症の新薬開発に貢献できる。更に病因をなす標的酵素の立体構造からコンピューターグラフィックスにより新しいトラッグデザインをする新方法論を確立し、今後の創薬に新分野を開拓した。

1。[新的研究和药物发现方法]这是一项研究，目的是在组织蛋白酶L型蛋白酶中开发特殊的抑制作用，抑制骨胶原蛋白过量，并为骨质疏松症开发新的治疗方法。作为一种发展方法，理论上设计的抑制剂适合靶酶组织蛋白酶L型蛋白酶的三维结构图形，以及合成它们的新方法是成功的。这是一种新的药物发现设计，是一种筛选常规细菌和植物的活性成分的方法。 2。[研究结果]通过X射线晶体分析，创建了三维结构图形。此外，估计由与帕帕因的相似性创建了组织蛋白酶L的三维结构。因此，可以清除双酶的底物组合袋的三维结构差。最大的区别是，底物组合袋的上部被ei_ <1122 105>在组织蛋白酶B中捕获，并且有两个组氨酸，110和111，因此，C，c，底物和抑制作用C。这些组氨酸。 catepsin L在顶部没有阻塞环，因此可以从C的末端自由地输入一个大分子。因此，在组织蛋白酶B中，当C的末端固定时，通过在酶Cysteine -SH和23rd谷氨酰胺之间产生牛an孔的环氧酸酸是一种肽键合的双手距离。基于上述理论，设计了一种新的环氧酸衍生物，并且有力地在组织蛋白酶L中开发新的抑制剂。这些被命名为克里克。这些完全以10 ^8M的浓度抑制了组织蛋白酶L，并且在10 ^6M处不抑制其他组织蛋白酶基团。 Ki-对于这些clik组织蛋白酶l为10 ^9M订单。此外，这些clik可以强烈抑制骨细胞的骨胶原蛋白的分解和位。因此，清楚地将其纳入了细胞中，并发现它可以有效地抑制无毒性的细胞中的组织蛋白酶L。 3。[学术和医学意义]一种新药物不仅可以通过开发新的组织蛋白酶抑制剂来阐明组织蛋白酶生物的作用，而且还可以抑制由僵硬的细胞引起的骨骼吸收。也就是说，它可以为骨质疏松症的新药开发。此外，从靶向酶的三个维结构中，已经建立了一种通过计算机图形技术进行新的Trag设计的新方法理论，并且在未来的药物发现中已经开创了一个新领域。