プロテインホスファターゼとその特異的阻害剤の化学生物学的研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12045268
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 長田 裕之 理化学研究所, 抗生物質研究室, 主任研究員 (80160836)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 町田 清隆 理化学研究所, 抗生物質研究室, 基礎科学特別研究員 (30332266) ; 臼井 健郎 理化学研究所, 抗生物質研究室, 研究員 (60281648) ; 掛谷 秀昭 理化学研究所, 抗生物質研究室, 研究員 (00270596)
• Keywords: 4-isoavenaciolide / VHR / ホスファターゼ / Michael付加 / 阻害剤 / 活性中心

Research Abstract

微生物代謝産物から、デュアルスペシフィシティーホスファターゼ(DSPase)VHRに対する阻害剤のスクリーニングを行った。その結果、Neosartorya属の一菌株より産生される4-isoavenaciolide(4iA)が、強力なVHR阻害活性を示すことを見出した。Avenaciolideおよび4iAは抗カビ活性物質として、すでに報告されていたが、その詳細な作用機構解析や標的分子との相互作用に関する報告は無い。そこで我々は今回単離した4iAと標的蛋白質であるVHRとの相互作用について詳細な検討を加えた。
4iAの阻害活性は、VHRとプレインキュベーションする時間に依存していること、インキュベーション後透析しても阻害活性が持続することから、4iAはVHRとMichael付加によって共有結合し、阻害活性を示すことが示された。LC/MSを用いた解析により、IC_<50>値(1.1μM)'付近で4iAはVHR一分子に対し、二分子結合していることが明らかになった。さらにLC/MS/MSにより開裂パターンを検討した結果、結合部位の一つはVHRの活性中心に存在するCys124であり、もう一つは酵素表面のアルファヘリックスに存在するCys171でことが明らかになった。種々のホスファターゼを用いて特異性の検討を行ったところ、VHRと同じDSPaseであるCdc25Bの活性は強く阻害したが(IC_<50>=9.4μM)、Ser/Thr phosphataseであるPP1,PP2Aの活性は阻害できなかった(IC_<50>>250μM)。以上の結果から4iAは、DSPaseの活性中心に共通に存在するCXXXXXRモチーフのCを直接修飾することによりVHRを阻害していると考えられる。

Research Products

• [Publications] K.Togashi, et al.: "Inhibition of telomerase activity by fungus metabolites, CRM646-A and thielavin B"Biosci.Biotechnol.Biochem.. 65. 651-653 (2001)
• [Publications] Y.Honda, et al.: "Isolation, and biological properties of a new cell cycle inhibitor, curvularol, isolated from Curvularia sp.RK97-F166"J.Antibiot.. 54. 10-16 (2001)
• [Publications] T.Sano, et al.: "Isolation of new protein phosphatase inhibitors from two Cyanobacteria species, Planktothrix spp"J.Nat.Prod.. 64. 1052-1055 (2001)
• [Publications] M.Sodeoka, et al.: "Synthesis of a tetronic acid library focused on inhibitors of tyrosine and duai-specificity protein phosphatases and its evaluation regarding VHR and cdc25B inhibition"J.Med.Chem.. 44. 3216-3222 (2001)
• [Publications] L.Nie.et al.: "A facile and effective screening method for p21^<WAF1> promoter activators from microbial metabolites"J.Antibiot.. 54. 783-788 (2001)
• [Publications] H.Kakeya, et al.: "Lucilactaene, a new' cell cycle inhibitor in p53-transfected cancer cells, produced by Fusarium sp"J.Antibiot.. 54. 850-854 (2001)
• [Publications] M.Ueki, et al.: "A new Trichostatin derivative, Trichostatin RK, from Streptomyces sp.RK98-A74"J.Antibiot.. 54. 1093-1095 (2001)
• [Publications] T.Usui, et al.: "Design and Synthesis of a Dimeric Derivative of RK-682 with Increased Inhibitory Activity against VHR, a Dual-Specificity ERK Phosphatase : Implications for Molecular Mechanism of the Inhibition"Chemistry & Biology. 8. 1209-1220 (2001)
• [Publications] T.Hamaguchi, et al.: "TU-572, a potent and selective CD45 inhibitor, suppresses IgE-mediated anaphylaxis and murine contact hypersensitivity reactions"Int.Arch.Allergy Immunol.. 126. 318-324 (2001)
• [Publications] T.Sudo, et al.: "Exip, a new alternative splicing variant of p38a, can induce an earlier onset of apoptosis in HeLa cells"Biochem.Biophys.Res.Commun.. (in press). (2002)
• [Publications] J.K.Prasain, et al.: "Rapid screening and identification of cytochalasins by electrospray tandem mass spectrometry"J.Mass Spectrometry. (in press). (2002)
• [Publications] H.Osada: "An overview on the diversity of actinomycete metabolites"Actinomycetol.. 15. 11-14 (2001)
• [Publications] 掛谷秀昭 他: "ミトコンドリアを標的とした抗がん剤-アポトーシス研究におけるバイオプローブの貢献-"化学. 56. 60-61 (2001)
• [Publications] 清水史郎, 長田裕之: "微小管作用薬の抗がん作用"分子細胞治療. 2. 44-49 (2001)