抗癌剤排出ポンプP-糖蛋白質、MRP、cMOATの基質認識と輸送機構の解明

阐明抗癌药物外排泵P-糖蛋白、MRP和cMOAT的底物识别和转运机制

基本信息

批准号：
10153228
负责人：
植田和光
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10153228/
关键词：
癌多剤耐性 P-糖蛋白質 MDR1 MRP ATP トランスポーター SUR

项目摘要

P-糖蛋白質、MRPは、構造や作用点に類似性のない多くの抗癌剤を排出することによって、癌細胞を抗癌剤に対して低感受性にする。抗癌剤を有効に使用するためには、がん細胞の細胞膜に発現するこれら抗癌剤排出ポンプの活性制御が必須である。また、これら輸送体を遺伝子治療によって骨髄細胞などで発現させることによって抗癌剤の副作用を軽減することができる。本研究は、それぞれの抗癌剤排出ポンプの基質認識機構および輸送機構を解明することを目的とし、P-糖蛋白質、MRP、SUR1などのABC蛋白とヌクレオチドとの相互作用を解析した結果、以下の点が明らかになった。1. どちらか一方のATP結合領域(NBD)に変異を導入すると、変異を導入したNBDばかりか反対側の正常な方のNBDもATPを1回も加水分解できず、P-糖蛋白質全体のATP加水分解活性が完全に失活することが明らかになった。つまり、2つのNBDは独立にATPを加水分解するのではなく、厳密に協調しあっていることが明らかになった。2. MRPのATP加水分解活性は、抗がん剤あるいはグルタチオンによって独立に活性化された。それゆえ、MRPは抗がん剤とグルタチオンそれぞれの結合部位をもつことが明らかになった。3. MRPと非常によく似たドメイン構造をもつABC蛋白であるSUR1のヌクレオチドとの相互作用は、P糖タンパク質、MRPとは非常に異なることが明らかになった。本研究によって、トランスポーター型ABC蛋白の2つのNBDの協調性がそれぞれの輸送する基質によって正の調節を受けていること、SUR1においては2つのNBDの協調性が糖尿病治療薬であるスルホニル尿素剤によって負の調節を受けることが明らかになった。P糖タンパク質、MRPの2つのNBDの協調性を負に調節する薬は、新規耐性克服剤となり得ることが示唆された。

P-糖蛋白（MRP）通过分泌许多结构或作用点不相似的抗癌药物，使癌细胞对抗癌药物不敏感。为了有效地使用抗癌药物，必须控制癌细胞细胞膜上表达的这些抗癌药物外排泵的活性。此外，通过基因治疗在骨髓细胞等中表达这些转运蛋白，可以减少抗癌药物的副作用。本研究的目的是阐明每种抗癌药物外排泵的底物识别和转运机制，通过分析P-糖蛋白、MRP和SUR1等ABC蛋白与核苷酸之间的相互作用，我们发现了以下几点事情变得清楚了。 1. 当任一 ATP 结合结构域 (NBD) 引入突变时，不仅是突变的 NBD，而且相反侧的正常 NBD 一次也不能水解 ATP，整个 P-糖蛋白的 ATP 水解活性被揭示已完全失活。换句话说，这两种NBD并不是独立水解ATP，而是严格相互配合。 2. MRP的ATP水解活性独立地被抗癌药物或谷胱甘肽激活。因此，已揭示MRP具有抗癌药物和谷胱甘肽的结合位点。 3. 研究表明，SUR1（一种结构域结构与 MRP 非常相似的 ABC 蛋白）与核苷酸的相互作用与 P-糖蛋白和 MRP 的相互作用非常不同。这项研究表明，转运蛋白型ABC蛋白的两个NBD之间的协调受到它们转运的底物的正向调节，并且SUR1中两个NBD之间的协调受到作为抗糖尿病药物的磺酰脲类药物的显着影响。这受到了负面监管有人建议，负向调节 P-糖蛋白和 MRP 两种 NBD 协调的药物可以作为克服耐药性的新药。