レトロウイルス外膜蛋白活性化プロテア-ゼの発見と、その阻害剤による感染阻止

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03152090
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: 木戸 博 徳島大学, 酵素科学研究センター, 助教授 (50144978)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大下 健幸 徳島大学, 酵素科学研究センター, 助手 (30185243) ; 勝沼 信彦 徳島大学, 酵素科学研究センター, 教授 (50035375)
• Keywords: レトロウイルス / エイズ / プロセシングプロテア-ゼ / 外膜蛋白前駆体 / セリンプロテア-ゼ

Research Abstract

癌ウイルス,エイズウイルスを始めとするレトロウイルスの外膜糖蛋白は、いずれもリボソ-ムで前駆体として合成された後、宿主細胞のゴルジ膜で限定分解を受け小胞体ーゴルジ装置系を通って細胞膜へ選択的に運ばれることが知られている。この限定分解が阻止されると、ウイルスは不完全ウイルスとなり感染性を失う。我々は、CD4陽性人Tリンパ球球膜分画より、ゴルジ膜あるいはERに局在するHIVー1の外膜蛋白前駆体活性化プロテア-ゼの精製に成功した。本酵素は、HIVー1外膜蛋白前駆体gp160をgp120gとgp41に変換する分子量25kDaのトリプシン型セリン性プロテア-ゼで、活性基のセリンを持つ。本酵素はgp160を基質にすると、pH6.5ー7.5に至適pHを示した。本酵素はgp160のシ-クエンスの中で、ーArg^<508>ーLeuーLysーArg^<511>ーを認識してArg^<511>の後を選択的に切断した。この切断部位のシ-クエンスーArg(Lys)ーXーArg(Lys)ーArgは、殆ど全てのレトロウイルス外膜糖蛋白前駆体の切断部位に認められる一次構造である。本酵素の活性は、人やマウスの種々のT細胞以外に、B細胞、単球、HeLa細胞、血管内皮細胞に認められ広くレトロウイルスの感染に関与していると思われる。本酵素は、これまでに報告のあったDibasicの基質を特異的に分解するKex2ファミリ-のプロテア-ゼと異なり、金属非要求性でEDTAは活性に影響を与えない。またDFPに対する強い感受性を示すが、トリプシンに対する代表的な低分子インヒビタ-のロイペプチンやアンチパインで活性が全く阻害されない。以上の事から、本酵素は基質の一次構造だけでなく高次構造を認識し、高い基質特異性を示す酵素で、インヒビタ-についても高い選択性が示唆された。

Research Products

• [Publications] Hiroshi Kido: "Tryptase TL2 in the membrane of human T4^+lymphocytes is a nove binding protein of the V3 domain of HIV-1 envelope glycoprotein gp120" FEBS Lett.286. 233-236 (1991)
• [Publications] Hiroshi Kido: "Role of serine proteases in human T4 lymphocytes in the process of HIV-1 infection" IIIrd International Symposium on Protease Inhibitor and Biological control. 36- (1991)
• [Publications] Hiroshi Kido: "A novel membrane-bound serine esterase in human T4^+-lymphocytes is a binding protein of envelope glycoprotein gp120 of HIV-1" Biomed.Biochem.Acta. 50. 781-789 (1991)
• [Publications] 木戸 博: "HIVー1レセプタ-" Immunology Frontier. 4. 18-28 (1991)
• [Publications] 木戸 博: "ウイルス感染における宿主細胞プロテア-ゼの役割" Cell Science. 7(12). 48-58 (1991)
• [Publications] 勝沼 信彦: "Tリンパ球膜の新セリンプロテア-ゼーAIDSウイルス受容体の可能性ー" 実験医学. 9(6). 98-101 (1991)
• [Publications] 木戸 博: "エイズウイルス感染と細胞内プロテア-ゼ" BIOmedica. (1992)
• [Publications] Hiroshi Kido: "A novel membrane-bound serine esterase in human T4 - lymphocytes immunologically reactive with antibody inhibiting syncytia induced by HIV-1" J.Biol.Chem.265. 21979-21985 (1990)
• [Publications] Nobuhiko Katunuma: "Recent advances in research on tryptases and endogenous tryptase inhibitors" Monobraphs in Allergy. 27. 51-66 (1990)
• [Publications] Nobuhiko Katunuma: "New biological functions of intracellular proteases and their endogenous inhibitors as bioreactant" Advances in Enzyme Regulation. 30. 377-392 (1990)
• [Publications] 勝沼 信彦: "新しいbioreactantとしての細胞性セリンプロテア-ゼと内在性インヒビタ-" 生化学. 62. 18-31 (1990)
• [Publications] Toshio Hattori: "Involvement of tryptase-related cellular protease(s) in human immunodeficiency virus type 1 infection" FEBS Lett.248. 48-52 (1989)