アセチルコリンエステラーゼの作用機構-抗痴呆薬開発のための基礎的研究

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06680644
• Research Institution: CHIBA UNIVERSITY
• Principal Investigator: 津田 穰 千葉大学, 薬学部, 教授 (90009506)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 畑 晶之 千葉大学, 薬学部, 助手 (50241972)
• Keywords: アセチルコリン / コリンエステラーゼ / プロトンリレー機構 / 分子動力学計算 / 量子化学計算 / 局所密度汎関数法 / アニオニックサイト / 抗痴呆薬

Research Abstract

当初計画に従い、(1)アセチルコリンエステラーゼ活性部位でのエステル加水分解反応機構-量子化学による解明、(2)同一分子動力学計算による解明、について研究を行うと共に、最終年度であるので2年間の研究総括を行った。(1)については、前年度に行った半経験的分子軌道法の結果に基づき、反応の律速過程後に生成する四面中間体構造の正確なエネルギー値を局所密度汎関数法を用いた非経験的ab initio MO計算により求めた。その結果、本酵素の活性部位ではプロトンリレー機構が有効に働いて反応を起りやすくしているという前年度の結論を強く支持する結果が得られた。(2)については、量子化学計算から得られた構造が、実際の酵素内で実現することを実証する結果が得られた。この時、活性部位内のアミノ酸残基はこの反応を高効率で進めるために共同して働き、アセチルコリンエストラーゼの極めて高い触媒活性を実現しているが、特にアニオニックサイトのGlu199の負電荷がアセチルコリンを酵素内に取り込む上で大きな働きをすることがわかった。以上の研究を総括し、本酵素をターゲットとした酵素作用阻害薬の分子設計の指針を提出した。実際の試みは今後の課題としたい。