寄生原虫におけるプロスタグランジン合成酵素の分子生物学的解析と医薬品開発への応用

原生动物寄生虫前列腺素合酶的分子生物学分析及其在药物开发中的应用

• 批准号: 15019113
• 负责人: 裏出 良博
• 金额: $ 3.33万
• 依托单位: Osaka Bioscience Institute
• 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: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15019113/
• 关键词: リーシュマニア症; シャーガス病; アフリカ睡眠病; トリパノソーマ; プロスタグランジンF_<2α>; アルド・ケト還元酵素遺伝子ファミリー; 旧黄色酵素遺伝子ファミリー; X線結晶構造; リーシュマニア症; シャーガス病; アフリカ睡眠病; トリパノソーマ; プロスタグランジンF_<2α>; アルド・ケト還元酵素遺伝子ファミリー; 旧黄色酵素遺伝子ファミリー; X線結晶構造

我々は、アフリカ睡眠病の病原寄生虫であるTrypanosoma brucei、リーシュマニア症の病原寄生虫であるLeishmania major、シャーガス病の病原寄生虫であるT.cruziが、哺乳類の代謝系とは薬剤感受性の異なるプロスタグランジン(PG)生合成系を持つことを発見した。そして、これらの寄生原虫のPGF合成酵素のcDNAをクローニングし、大腸菌を用いて遺伝子組換え型酵素の発現と精製を行なった。その結果、T.bruceiとL.majorのPGF合成酵素は、共に、アルド・ケト還元酵素遺伝子ファミリーに属する分子量34,000蛋白質であり、T.cruziのPGF合成酵素は旧黄色酵素遺伝子ファミリーに属する分子量42,000のフラビン蛋白質であることを証明した。そして、大腸菌を用いて発現したT.bruceiとT.cruziのPGF合成酵素の結晶化に成功し、T.bruceiのPGF合成酵素については、大型放射光施設SPring8でのX線回折データの収集を行ない、2.6Å分解能の結晶構造を決定した。さらに、住血吸虫Schistsoma mansoniのPGD合成酵素がグルタチオン転移酵素遺伝子ファミリーに属する分子量28,000の蛋白質(Sm28GST)であることを証明した。そして、S.mansoniが宿主の皮膚での寄生を持続させるために、PGD_2を分泌して、宿主のPGD_2受容体(DP受容体)を刺激し、皮膚の抗原提示細胞(ランゲルハンス細胞)のリンパ節への移動を抑制し、宿主の免疫系による攻撃から逃れることを、DP受容体遺伝子欠損マウスへの感染実験により証明した。

我们发现，非洲睡眠疾病的一种致病性寄生虫，利什曼尼亚大调（Leishmania Major），利什曼病的致病性寄生虫和木马疾病的致病性寄生虫T. cruzi具有前列腺素（PG）生物合成系统，在药物敏感性与乳mammalmal敏感性不同。然后克隆这些寄生虫原生动物的PGF合酶的cDNA，并使用大肠杆菌表达重组酶并纯化。结果，事实证明，Brucei和L.主要PGF合成酶的分子量为34,000，属于Aldo-Keto-还原酶基因家族，而Cruzi的PGF合酶是黄素蛋白，其分子量为42,000的分子量，属于旧的黄色Enzyme基因家族。使用大肠杆菌表达的T. brucei和Cruzi PGF合成酶的结晶成功，并在大型同步加速器辐射设施Spring8上收集X射线衍射数据，以确定2.6Å分辨率的晶体结构。此外，已经证明，曼氏菌的血吸虫血吸虫的PGD合酶是一种属于谷胱甘肽转移酶基因家族的分子量为28,000（SM28GST）的蛋白质。在DP受体基因缺乏小鼠上的感染实验表明，曼氏链球菌分泌PGD_2刺激宿主PGD_2受体（DP受体），抑制了皮肤抗原出现细胞（Langerhans）细胞（Langerhans）对淋巴结的迁移，并通过宿主的免疫系统攻击。