ＤＪ－１機能解明を目指した小分子リガンドの開発とその応用

小分子配体的开发及其在阐明 DJ-1 功能中的应用

• 批准号: 14J08172
• 负责人: 田代 晋也
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J08172/
• 关键词: DJ-1; 阻害剤; パーキンソン病; スクリーニング; PARK7

本研究の目的はパーキンソン病関連蛋白質DJ-1に対する阻害剤の同定である。目標としてはDJ-1の最重要残基Cys106残基に対して、解離平衡定数100 nM程度で結合し、細胞内でDJ-1活性を阻害する化合物を特定することである。これまでの研究で、DJ-1に対して解離平衡定数100 nMで結合し、試験管内でDJ-1に結合する化合物が得られていた。平成27年度はこれら化合物の細胞内でのDJ-1に対する阻害活性の検証を行った。DJ-1については様々な機能が提案されているが、本研究では、DJ-1のグリオキシラーゼ活性について検証を行った。グリオキシラーゼ活性とは、細胞内の糖代謝に伴う副産物であるグリオキサールの変換活性である。グリオキサールが加齢に伴って生体内で増加する毒物であり、老年病であるパーキンソン病との関連が示されていること、DJ-1のグリオキシラーゼ活性がCys106残基に依存することなどから、本機能がパーキンソン病関連因子としてのDJ-1の機能検証に最適であると考え、本機能について検証を行った。グリオキシラーゼ活性の基質であるグリオキサールは細胞内の種々の蛋白質のリジン残基を非特異に修飾し、カルボキシメチルリジン(CML)に変換することが知られている。細胞内のCML量をウエスタンブロッティングによって定量することで、細胞内のグリオキサール量を定量した。結果、グリオキサールと共にDMSOを加えた場合に比べ、グリオキサールと共に化合物を加えた場合、細胞内のCML量が大幅に増加した。この増加量は化合物のDJ-1への親和性に依存していた。この結果は同定された化合物がDJ-1を細胞内で阻害することを示している。よって、本研究の目標であるDJ-1阻害剤の同定は達成されたといえる。

本研究的目的是鉴定帕金森病相关蛋白 DJ-1 的抑制剂。目标是鉴定一种与 Cys106（DJ-1 最重要的残基）结合的化合物，其解离平衡常数约为 100 nM，并抑制细胞内 DJ-1 活性。先前的研究已经产生了与 DJ-1 结合的化合物，解离平衡常数为 100 nM，并且在体外与 DJ-1 结合。 2015年，我们验证了这些化合物对细胞中DJ-1的抑制活性。 DJ-1 被提出了多种功能，在本研究中，我们检查了 DJ-1 的乙二醛酶活性。乙二醛酶活性是乙二醛的转化活性，乙二醛是细胞内糖代谢的副产物。乙二醛是一种随着年龄的增长而在体内增加的有毒物质，并且已被证明与老年疾病帕金森病有关，并且DJ-1的乙二醛酶活性依赖于Cys106残基，我们认为该功能是最佳的。验证DJ-1作为帕金森病相关因子的功能，我们验证了该功能。乙二醛是乙二醛酶活性的底物，已知可非特异性修饰各种细胞内蛋白质的赖氨酸残基并将其转化为羧甲基赖氨酸 (CML)。通过蛋白质印迹定量细胞中CML的量来定量细胞中乙二醛的量。结果，与添加乙二醛和DMSO时相比，添加该化合物和乙二醛时细胞中CML的量显着增加。这种增加取决于化合物对 DJ-1 的亲和力。该结果表明所鉴定的化合物抑制细胞内的DJ-1。因此，可以说本研究的目标——DJ-1抑制剂的鉴定已经达到。

项目成果

Structural basis for inhibition of the Tob-CNOT7 interaction by a fragment screening approach.

• DOI: 10.1007/s13238-015-0225-6
• 发表时间: 2015-12
• 期刊: Protein & cell
• 影响因子: 21.1
• 作者: Bai Y;Tashiro S;Nagatoishi S;Suzuki T;Yan D;Liu R;Tsumoto K;Bartlam M;Yamamoto T
• 通讯作者: Yamamoto T

Differential Effects of IFN-β on the Survival and Growth of Human Vascular Smooth Muscle and Endothelial Cells.

• DOI: 10.1089/biores.2014.0052
• 发表时间: 2015
• 期刊: BioResearch open access
• 作者: Sano E;Tashiro S;Tsumoto K;Ueda T
• 通讯作者: Ueda T

The Parkinson’s disease related protein DJ-1 specifically binds to Zn(II)

帕金森病相关蛋白 DJ-1 特异性结合 Zn(II)

• 发表时间: 2014
• 作者: Shinya Tashiro;Jose M. M. Caaveiro;Chun-Xiang Wu;Quyen Q. Hoang; Kouhei Tsumoto
• 通讯作者: Kouhei Tsumoto

Thermodynamic and Structural Characterization of the Specific Binding of Zn(II) to Human Protein DJ-1

Zn(II) 与人蛋白 DJ-1 特异性结合的热力学和结构表征

• DOI: 10.1021/bi500294h
• 发表时间: 2014
• 期刊: Biochemistry
• 影响因子: 2.9
• 作者: Shinya Tashiro;Jose M. M. Caaveiro;Chun-Xiang Wu;Quyen Q. Hoang; Kouhei Tsumoto
• 通讯作者: Kouhei Tsumoto