細胞運動刺激因子の立体構造に基づく腫瘍転移抑制剤の開発

基于细胞运动刺激因子三维结构开发肿瘤转移抑制剂

基本信息

批准号：
17012021
负责人：
田中信忠
金额：
$ 2.56万
依托单位：
Showa 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：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17012021/
关键词：
がんドラッグデザイン転移結晶 X線立体構造構造生物学阻害剤

项目摘要

本研究では、腫瘍細胞が細胞外に分泌し産生細胞の運動を刺激する2種類の自己分泌型細胞運動刺激因子(「Autocrine Motility Factor、以下AMFと略」と「Autotaxin、以下ATXと略」)の腫瘍転移における作用機序を分子レベルで解明し立体構造に基づく腫瘍転移抑制剤の合理的開発を実現するため、両者に関する構造生物学的研究を行う。即ち、本研究の一つの柱は「AMFの立体構造解析」、もう一つの柱が「ATXの立体構造解析」である。AMFに関しては、大腸菌を用いて発現させ、2段階のカラム操作で精製したmAMFを用いて結晶化を行い、板状結晶を得ることに成功した。共結晶化法により、8種類の阻害剤との複合体結晶の調製にも成功した。シンクロトロン放射光を用い、回折強度データの収集を行った。分子置換法による位相決定、構造精密化を行い、各種阻害剤複合体に関し高分解能の立体構造を得ることができた。その結果、阻害剤の構造機能相関に関する知見を得ることができた。すなわち、阻害剤の嵩高さ(炭素鎖の長さ)と阻害活性との間には相関が見られた。嵩の小さい阻害剤(炭素鎖数4及び5)複合体の場合水分子が結合していた部位を、嵩高い阻害剤(炭素鎖数6)複合体では官能基が占有しており、後者の阻害剤が統計的に有意に有効であった。これらの知見は、新規阻害剤デザインに有用である。ATXに関しては、N末端からある長さを削った2種類のコンストラクトに関し、大腸菌を用いた組換え蛋白質の発現系構築に成功した。いずれに関しても、天然型と同様の細胞運動刺激活性を保持していた。これらに関し、大腸菌の大量培養・精製を行い、結晶化条件を探索中である。しかし、まだ得られる精製サンプル量が十分ではないため、さらなる発現・精製条件の改良が必要である。

在这项研究中，我们研究了两种类型的自分泌细胞运动刺激因子（“自分泌运动因子”（以下简称AMF）和“自分泌运动因子”（以下简称ATX）），它们是由肿瘤细胞分泌到细胞外并刺激产生的运动的。我们将对两者进行结构生物学研究，从分子水平阐明其对肿瘤转移的作用机制，并基于其三维结构实现肿瘤转移抑制剂的合理开发。换句话说，这项研究的一个支柱是“AMF的3D结构分析”，另一个支柱是“ATX的3D结构分析”。对于AMF，我们通过将使用大肠杆菌表达并通过两步柱操作纯化的mAMF结晶，成功获得了板状晶体。我们还利用共结晶方法成功制备了八种抑制剂的复合晶体。使用同步加速器辐射收集衍射强度数据。通过使用分子置换方法进行物相确定和结构精修，我们能够获得各种抑制剂复合物的高分辨率三维结构。因此，我们能够获得有关抑制剂结构与功能关系的知识。即，观察到抑制剂的体积(碳链长度)与抑制活性之间存在相关性。在具有小抑制剂（4和5个碳链）的复合物中，水分子结合的位点被具有大抑制剂（6个碳链）的复合物中的官能团占据，而后者的抑制剂是统计上显着有效。这些发现对于设计新的抑制剂很有用。关于ATX，我们成功地构建了使用大肠杆菌的重组蛋白表达系统，其中两种类型的构建体从N末端去除了一定的长度。它们都保留了与天然类型相同的细胞运动刺激活性。对此，我们正在进行大肠杆菌的大量培养和纯化，并寻找结晶条件。然而，由于获得的纯化样品量仍然不足，需要进一步改进表达和纯化条件。

项目成果

期刊论文数量（2）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Crystal structures of mouse autocrine motility factor in complex with carbohydrate phosphate inhibitors provide insight into structure-function relationship of the inhibitors.

小鼠自分泌运动因子与碳水化合物磷酸盐抑制剂复合物的晶体结构提供了对抑制剂结构-功能关系的深入了解。

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
J.Mol.Biol. 356
影响因子：
0
作者：
Tanaka;N.et al.
通讯作者：
N.et al.

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通讯作者：
Araki et al.