JP2006000023A - Human catechol o-methyltransferase crystal - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼの結晶に関し、より詳細にはヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼ、S−アデノシル−L−メチオニン、マグネシウムイオンおよびリガンドの四成分からなるヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼの結晶に関する。 The present invention relates to a crystal of human catechol O-methyltransferase, and more particularly, a crystal of human catechol O-methyltransferase comprising four components of human catechol O-methyltransferase, S-adenosyl-L-methionine, magnesium ion and a ligand. About.
カテコールO−メチルトランスフェラーゼ(COMT)は、生体内において、神経伝達物質であるカテコールアミン類およびカテコール構造を有する種々の化合物の代謝に重要な役割を果たしている。例えば、COMTは、パーキンソン病の治療薬として用いられているL−ドパの代謝に関与している。L−ドパは、ドパミンの前駆物質であって、脳内でドパミンに代謝されて効果を示す薬剤であるが、血中半減期が非常に短い欠点を有する。そのため、L−ドパは、通常、L−ドパの代謝酵素阻害剤である、COMT阻害剤とともに使用されている。COMTは、マグネシウムイオンの共存下に、その補酵素であるS−アデノシル−L−メチオニンからカテコール基質へのメチル基の転送を触媒する酵素であり、この酵素を阻害することによりL−ドパから3−O−メチル−L−ドパへの代謝が阻害されることが知られている。 Catechol O-methyltransferase (COMT) plays an important role in metabolism of catecholamines which are neurotransmitters and various compounds having a catechol structure in vivo. For example, COMT is involved in the metabolism of L-dopa, which is used as a therapeutic agent for Parkinson's disease. L-dopa is a precursor of dopamine and is a drug that is metabolized to dopamine in the brain and has an effect, but has a drawback that its blood half-life is very short. Therefore, L-dopa is usually used together with a COMT inhibitor that is a metabolic enzyme inhibitor of L-dopa. COMT is an enzyme that catalyzes the transfer of a methyl group from its coenzyme, S-adenosyl-L-methionine, to a catechol substrate in the presence of magnesium ions. By inhibiting this enzyme, L-DOPA It is known that metabolism to 3-O-methyl-L-dopa is inhibited.
近年、哺乳動物のCOMTに関して精力的な研究がなされている。COMTは、補酵素であるS−アデノシル−L−メチオニンを収容する部位、COMTの基質となるリガンドを収容する部位、およびマグネシウムイオンを収容する部位を含むことが知られている。
ラットCOMTに関しては、ラットCOMT、S−アデノシル−L−メチオニン、マグネシウムイオンおよびリガンド(例えば、ジニトロカテコールなどのCOMT阻害剤)の四成分複合体の共結晶が報告され(例えば、非特許文献1、2および3参照)、それぞれプロテインデータベースに、pdb1vid.ent、pdb1h1d.ent、pdb1jr4.entとして登録されている。一方、ヒトCOMTに関しては、Carola Tilgmanらが、大腸菌におけるヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼの発現および精製に関する研究を報告しているが、ここで精製されたヒトCOMTには、大腸菌由来の除去できない不純物が混在し、さらには蛋白質発現時に分子量の異なるヒトCOMT類似の蛋白質を共に発現するため均一なヒトCOMTは得られず、ヒトCOMTの結晶化には成功していない(例えば、非特許文献4参照)。
In recent years, intense research has been conducted on mammalian COMT. COMT is known to include a site that accommodates a coenzyme, S-adenosyl-L-methionine, a site that accommodates a ligand that is a substrate for COMT, and a site that accommodates magnesium ions.
Regarding rat COMT, a co-crystal of a quaternary complex of rat COMT, S-adenosyl-L-methionine, magnesium ion and a ligand (for example, a COMT inhibitor such as dinitrocatechol) has been reported (for example, Non-Patent Document 1, 2 and 3) are registered in the protein database as pdb1vid.ent, pdb1h1d.ent, and pdb1jr4.ent, respectively. On the other hand, regarding human COMT, Carola Tilgman et al. Have reported studies on the expression and purification of human catechol O-methyltransferase in E. coli. However, purified human COMT contains impurities that cannot be removed from E. coli. In addition, since a protein similar to human COMT having a different molecular weight is expressed together during protein expression, uniform human COMT cannot be obtained, and crystallization of human COMT has not been successful (for example, see Non-patent Document 4). .
今日まで、ヒトCOMTの結晶については報告されておらず、従ってヒトCOMTの詳細な三次元構造については知られていない。
本発明の目的は、ヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼ阻害剤の分子設計に有用である、ヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼ、S−アデノシル−L−メチオニン、マグネシウムイオンおよびリガンドの四成分からなるヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼの結晶を提供することである。 An object of the present invention is to provide human catechol O- consisting of four components of human catechol O-methyltransferase, S-adenosyl-L-methionine, magnesium ion and ligand, which is useful for the molecular design of human catechol O-methyltransferase inhibitors. It is to provide crystals of methyltransferase.
本発明者らは、結晶化が可能であるヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼについて鋭意研究を重ねたところ、配列番号1で示されるアミノ酸配列を有する組換えヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼと、S−アデノシル−L−メチオニン、マグネシウムイオンおよびリガンドとの四成分複合体が予想外にも極めて良好な結晶として得られることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive research on human catechol O-methyltransferase that can be crystallized, the present inventors have found that recombinant human catechol O-methyltransferase having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 and S-adenosyl- The inventors have found that a quaternary complex of L-methionine, magnesium ion and a ligand can be unexpectedly obtained as extremely good crystals, and has completed the present invention.
すなわち、本発明は、ヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼ;S−アデノシルメチオニン;マグネシウムイオン;およびリガンドからなるヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼの結晶であって、該ヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼが、配列番号1で示されるアミノ酸配列を含む結晶に関する。 That is, the present invention is a crystal of human catechol O-methyltransferase comprising human catechol O-methyltransferase; S-adenosylmethionine; magnesium ion; and a ligand, wherein the human catechol O-methyltransferase is SEQ ID NO: 1. It relates to a crystal comprising the amino acid sequence represented by
本発明の結晶は、空間群P3221を有し、その格子定数は、aが50.58ű0.3Å、bが50.58ű0.3Å、cが167.24ű0.4Å、αが90.0°、βが90.0°、γが120.0°に等しい値を有し、さらに好ましくは、aが50.58Å、bが50.58Å、cが167.24Å、αが90.0°、βが90.0°、γが120.0°に等しい値を有する。 Crystal of the present invention has a space group P3 2 21, the lattice constants, a is 50.58Å ± 0.3Å, b is 50.58Å ± 0.3Å, c is 167.24Å ± 0.4Å, α has a value equal to 90.0 °, β is 90.0 °, and γ is equal to 120.0 °, and more preferably, a is 50.58 mm, b is 50.58 mm, c is 167.24 mm, α Has a value equal to 90.0 °, β equals 90.0 °, and γ equals 120.0 °.
また、本発明の結晶は、S−アデノシルメチオニンを収容するポケットを有し、このポケットは、好ましくは、S−アデノシルメチオニンから5Åの範囲に含まれる、Met42、Asn43、Val44、Leu67、Gly68、Ala69、Tyr70、Cys71、Gly72、Tyr73、Ser74、Ile91、Glu92、Ile93、Asn94、Cys97、Gly119、Ala120、Ser121、Gln122、Phe141、Asp143、His144およびTrp145を含むアミノ酸残基により形成される。 In addition, the crystal of the present invention has a pocket that accommodates S-adenosylmethionine, and this pocket is preferably within a range of 5 mm from S-adenosylmethionine, Met42, Asn43, Val44, Leu67, Gly68. , Ala69, Tyr70, Cys71, Gly72, Tyr73, Ser74, Ile91, Glu92, Ile93, Asn94, Cys97, Gly119, Ala120, Ser121, Gln122, Phe141, Asp143, His144 and Trp145.
さらに、本発明の結晶は、リガンドを収容するポケットを有し、このポケットは、好ましくは、Trp40、Met42、Asp143、Trp145、Lys146、Asp171、Asn172、Pro176、Leu200およびGlu201を含むアミノ酸残基により形成される。 Furthermore, the crystal of the present invention has a pocket that accommodates the ligand, which pocket is preferably formed by amino acid residues including Trp40, Met42, Asp143, Trp145, Lys146, Asp171, Asn172, Pro176, Leu200 and Glu201. Is done.
本発明の好ましい実施態様では、本発明の結晶は、リガンドを収容するポケット内に、ヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼ阻害剤を含み、そのヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼ阻害剤は、好ましくは、3,5−ジニトロカテコールである。 In a preferred embodiment of the present invention, the crystal of the present invention comprises a human catechol O-methyltransferase inhibitor in the pocket containing the ligand, the human catechol O-methyltransferase inhibitor is preferably 3, 5 -Dinitrocatechol.
本発明において、以下の用語は以下の意味を有する。 In the present invention, the following terms have the following meanings.
「リガンド」とは、生体高分子に結合する、低分子量の化合物を意味する。このようなリガンドの具体例として、例えば、ヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼの基質、ヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼ基質のアナログ、ヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼ阻害剤などが挙げられ、好適にはヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼ阻害剤である。 “Ligand” means a low molecular weight compound that binds to a biopolymer. Specific examples of such ligands include, for example, human catechol O-methyltransferase substrate, human catechol O-methyltransferase analog, human catechol O-methyltransferase inhibitor, and preferably human catechol O- It is a methyltransferase inhibitor.
「ポケット」とは、生体高分子に結合する化合物(例えば、補因子、リガンドなど)の結合領域を意味し、結合部位、結合領域、結合ポケット、収容ポケットとも称される。このようなポケットの具体例として、S−アデノシルメチオニン収容ポケットおよびリガンド収容ポケットが挙げられる。 “Pocket” means a binding region of a compound (eg, cofactor, ligand, etc.) that binds to a biopolymer, and is also referred to as a binding site, a binding region, a binding pocket, or a storage pocket. Specific examples of such pockets include an S-adenosylmethionine accommodation pocket and a ligand accommodation pocket.
配列番号1に記載の組換えヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼは以下のようにして調製することができる。
組換えヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼをコードするDNAを増幅するためのプライマー類の設計および調製は、当該分野の当業者には周知である、一般的な方法に従って行うことができる。例えば、完全長の蛋白質からC末端部位および/またはN末端部位の長さが変更された蛋白質をコードするDNAを増幅するためのプライマーは、鋳型cDNAにアニーリングさせる位置を変更し、更に5’側および/または3’側に適切な制限酵素認識部位を含むプライマーとして設計することができる。このようなプライマーを用いて、PCR反応を実施することにより、任意の長さの組換えヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼをコードするDNAを増幅することが可能である。本発明においては、プラスミドに組み込みやすくするため、制限酵素認識部位が付加されたプライマー類として、5’側にBamH I、3’側にEcoR Iの認識部位を含む、下記のような5’-プライマーおよび3’-プライマーを使用する。
5’−プライマー: 5’−tctggatccatgggtgacaccaaggag−3’(配列番号3)
3’−プライマー: 5’−gaggaattctcagcccttgtagatggccttctc−3’(配列番号4)
これらのプライマーは、鋳型としてヒト肝臓cDNAを用い、DNAポリメラーゼ(例えば、KOD plusなど)を使用して標準的なPCR反応を行うことができる。増幅されたPCR産物は、好適には、制限酵素 BamH IおよびEcoR Iを用いて消化され、所望のベクター(例えば、pGEX-2Tなど)に連結される。続いて、この連結混合物を用いてプラスミド増幅用宿主細胞(例えば、大腸菌JM109など)を形質転換する。この宿主細胞を適切な培地中で培養することにより大量の組換えプラスミドが得られる。増幅された組換えプラスミドは、精製後、組換えペプチドを発現するための宿主細胞(例えば、大腸菌BL21 codon plus (DE3) RPなど)の形質転換に用いられる。続いて、形質転換後の大腸菌を適切な濃度のイソプロピル−β−D−チオガラクトピラノシドの存在下、LB−アンピシリン培地にて、好適には室温で6〜15時間程度の培養を行い大腸菌の培養懸濁液を得る。この培養懸濁液を遠心分離後、得られた大腸菌ペレットを溶菌させ、例えば、pGEX-2Tをベクターとして用いた場合にはグルタチオンS−トランスフェラーゼ(GST)を吸着可能なレジンを混合することで発現させたタンパクを固相上に吸着させることができる。次いでトロンビンを適切な濃度で加え、低温条件下(例えば約4℃)で約12時間〜15時間インキュベーションすることにより組換えヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼを遊離させることができる。得られた組換えヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼの精製は例えば、陰イオン交換クロマトグラフィー、ゲルろ過クロマトグラフィー、逆相クロマトグラフィー等により行うことができる。
The recombinant human catechol O-methyltransferase described in SEQ ID NO: 1 can be prepared as follows.
The design and preparation of primers for amplifying DNA encoding recombinant human catechol O-methyltransferase can be performed according to general methods well known to those skilled in the art. For example, a primer for amplifying a DNA encoding a protein in which the length of the C-terminal site and / or the N-terminal site is changed from a full-length protein is changed in the position to be annealed to the template cDNA, and further 5'-side It can also be designed as a primer containing an appropriate restriction enzyme recognition site on the 3 ′ side. By performing a PCR reaction using such a primer, it is possible to amplify a DNA encoding a recombinant human catechol O-methyltransferase having an arbitrary length. In the present invention, in order to facilitate incorporation into a plasmid, as a primer having a restriction enzyme recognition site added, the following 5′- containing a BamH I on the 5 ′ side and an EcoR I recognition site on the 3 ′ side. Primers and 3′-primers are used.
5'-primer: 5'-tctggatccatgggtacaccagaggag-3 '(SEQ ID NO: 3)
3'-primer: 5'-gaggaattctcagccccttgtagatggccttctc-3 '(SEQ ID NO: 4)
These primers can be subjected to a standard PCR reaction using human liver cDNA as a template and a DNA polymerase (for example, KOD plus). The amplified PCR product is preferably digested with restriction enzymes BamH I and EcoR I and ligated into the desired vector (eg, pGEX-2T). Subsequently, the ligation mixture is used to transform a plasmid amplification host cell (for example, E. coli JM109). Large quantities of recombinant plasmids can be obtained by culturing the host cells in an appropriate medium. The amplified recombinant plasmid is used for transformation of a host cell (for example, E. coli BL21 codon plus (DE3) RP) for expression of the recombinant peptide after purification. Subsequently, the transformed E. coli is cultured in an LB-ampicillin medium in the presence of an appropriate concentration of isopropyl-β-D-thiogalactopyranoside, preferably at room temperature for about 6 to 15 hours. A culture suspension is obtained. After centrifuging this culture suspension, the resulting E. coli pellet is lysed. For example, when pGEX-2T is used as a vector, it is expressed by mixing a resin capable of adsorbing glutathione S-transferase (GST). The adsorbed protein can be adsorbed on the solid phase. Recombinant human catechol O-methyltransferase can then be liberated by adding thrombin at an appropriate concentration and incubating under low temperature conditions (eg about 4 ° C.) for about 12-15 hours. The resulting recombinant human catechol O-methyltransferase can be purified by, for example, anion exchange chromatography, gel filtration chromatography, reverse phase chromatography, or the like.
本発明のヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼ;S−アデノシルメチオニン;マグネシウムイオン;およびリガンドからなる四成分複合体の結晶化は次のようにして行うことができる。
まず上記のようにして調製した組換えヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼを含む溶液を、適切な濃度、好ましくは約1.0〜約10.0mg/mL、さらに好ましくは約5.0〜約7.0mg/mLとなるように濃縮する。この濃縮溶液に、S−アデノシルメチオニン(補因子)およびリガンドの溶液と、必要に応じてマグネシウムイオン源とを、好ましくは蛋白質:補因子:マグネシウムイオン:リガンドのモル比が約1:2:2:2となるように添加し、蛋白質:補因子:マグネシウムイオン:リガンド複合体の溶液を調製する。
次に、緩衝剤、イオン強度源、アルコール類などを含む沈殿溶液を調製する。沈殿溶液に用いられる緩衝剤としては、例えば、Tris、Hepes、カコジル酸、クエン酸、酢酸、イミダゾールなどが挙げられ、好ましくは約0.1〜約0.2Mの濃度範囲でpHが約4.0〜約9.0の範囲内である緩衝剤が用いられる。イオン強度源としては、例えば、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、クエン酸ナトリウム、硫酸アンモニウム、硫酸リチウム、酢酸マグネシウム、酢酸アンモニウム、酢酸ナトリウム、リン酸2水素カリウム、酢酸亜鉛、蟻酸マグネシウム、蟻酸ナトリウム、リン酸ナトリウム、酒石酸ナトリウムカリウムなどが用いられる。アルコール類としては、例えば、一価もしくは多価アルコール、ポリエチレングリコールなどが用いられる。
続いて、上記のように調製した四成分複合体溶液の液滴と、沈殿溶液の液滴とを混合し、得られた混合液滴を、沈殿溶液を入れたウェル上で、ハンギングドロップ、シッテイングドロップ等の方法により保持させ、四成分複合体の結晶がX線回折に適した大きさに成長するまで、長期にわたって4℃から25℃の範囲の一定温度の条件下で放置する。
次いで、得られた四成分複合体結晶を約10〜15%(V/V)となるように抗凍結剤を加えた沈殿溶液に約30秒から約1分浸し、0.5mmから0.7mm径のナイロン製のループにて掬い取り、液体窒素中に直漬けし急速凍結させる。この際用いる抗凍結剤としてはグリセロール、ポリエチレングリコール、トレハロースなどが挙げられる。次いで凍結させた四成分複合体結晶はクライオバイアルに封じ込め、X線を照射するまで液体窒素を充填したデュワービンにて保存する。
Crystallization of a quaternary complex composed of human catechol O-methyltransferase of the present invention; S-adenosylmethionine; magnesium ion; and a ligand can be performed as follows.
First, a solution containing recombinant human catechol O-methyltransferase prepared as described above is prepared at an appropriate concentration, preferably about 1.0 to about 10.0 mg / mL, more preferably about 5.0 to about 7. Concentrate to 0 mg / mL. To this concentrated solution, a solution of S-adenosylmethionine (cofactor) and ligand, and optionally a magnesium ion source, preferably a protein: cofactor: magnesium ion: ligand molar ratio of about 1: 2: Add 2: 2 to prepare a protein: cofactor: magnesium ion: ligand complex solution.
Next, a precipitation solution containing a buffer, an ionic strength source, alcohols and the like is prepared. Examples of the buffer used in the precipitation solution include Tris, Hepes, cacodylic acid, citric acid, acetic acid, imidazole, and the like. Preferably, the pH is about 4.0 to about 0.2 in a concentration range of about 0.1 to about 0.2M. A buffer that is in the range of 9.0 is used. Examples of ionic strength sources include calcium chloride, magnesium chloride, sodium citrate, ammonium sulfate, lithium sulfate, magnesium acetate, ammonium acetate, sodium acetate, potassium dihydrogen phosphate, zinc acetate, magnesium formate, sodium formate, sodium phosphate In addition, sodium potassium tartrate is used. As the alcohol, for example, monovalent or polyhydric alcohol, polyethylene glycol, or the like is used.
Subsequently, the droplets of the quaternary complex solution prepared as described above and the droplets of the precipitation solution are mixed, and the obtained mixed droplets are suspended on the wells containing the precipitation solution, hanging drops, It is held by a method such as ing-drop, and is allowed to stand for a long time under a constant temperature range of 4 ° C. to 25 ° C. until the crystal of the quaternary complex grows to a size suitable for X-ray diffraction.
Next, the obtained quaternary complex crystal is immersed in a precipitation solution to which an antifreezing agent is added so as to be about 10 to 15% (V / V) for about 30 seconds to about 1 minute, and 0.5 mm to 0.7 mm. Pick up with a nylon loop of diameter and immerse it directly in liquid nitrogen for quick freezing. Examples of the antifreezing agent used at this time include glycerol, polyethylene glycol, and trehalose. Next, the frozen quaternary complex crystal is sealed in a cryovial and stored in a dewar bin filled with liquid nitrogen until X-ray irradiation.
このようにして得られた本発明のヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼ;S−アデノシルメチオニン;マグネシウムイオン;およびリガンドからなる四成分複合体の結晶構造を解析することによって、ヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼの詳細な三次元構造が得られる。このような三次元構造の座標データ、特にリガンドを収容するポケットの座標データは、ヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼ阻害剤の分子設計に極めて有用であり、当該リガンド収容ポケットと任意の化合物とのドッキングスタディーを行うことにより、当該化合物が候補化合物として適切であるか否かをスクリーニングすることができる。このようなドッキングスタディーは当該分野の当業者には周知であり、種々のコンピュータソフトウェア、例えば、ADAM(株式会社医薬分子設計研究所)、ADAM&EVE(株式会社医薬分子設計研究所)、DOCK(カリフォルニア大学サンフランシスコ)、FlexX(トライポス社)などを使用して行うことができる。 By analyzing the crystal structure of the quaternary complex consisting of the human catechol O-methyltransferase of the present invention; S-adenosylmethionine; magnesium ion; and a ligand thus obtained, the human catechol O-methyltransferase of A detailed three-dimensional structure can be obtained. Such coordinate data of a three-dimensional structure, particularly coordinate data of a pocket accommodating a ligand, is extremely useful for molecular design of a human catechol O-methyltransferase inhibitor, and a docking study between the ligand-accommodating pocket and an arbitrary compound. By performing the above, it is possible to screen whether or not the compound is suitable as a candidate compound. Such docking studies are well known to those skilled in the art and include various computer software such as ADAM (Pharmaceutical Molecular Design Laboratory), ADAM & EVE (Pharmaceutical Molecular Design Laboratory), DOCK (University of California). San Francisco), FlexX (Tripos) or the like.
本発明のヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼ;S−アデノシル−L−メチオニン;マグネシウムイオン;およびリガンドの四成分複合体結晶を解析することにより、これまで知られていなかったヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼに関する詳細な三次元構造が得られる。さらにはヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼが酵素活性を発現する部位である、S−アデノシル−L−メチオニン収容ポケットおよびリガンド収容ポケットに関する詳細な三次元構造が得られるので、本発明の結晶は、ヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼ阻害剤の分子設計に極めて有用である。 Details on the previously unknown human catechol O-methyltransferase by analyzing quaternary complex crystals of human catechol O-methyltransferase; S-adenosyl-L-methionine; magnesium ion; A three-dimensional structure is obtained. Furthermore, since a detailed three-dimensional structure regarding the S-adenosyl-L-methionine accommodation pocket and the ligand accommodation pocket, which are sites where human catechol O-methyltransferase expresses enzyme activity, is obtained, It is extremely useful for the molecular design of O-methyltransferase inhibitors.
本発明の内容を以下の実施例でさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。
以下の実施例において、配列番号1は、組換えヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼの配列である;配列番号2は、配列番号1の組換えヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼを発現するように配列番号3および4のプライマーを用いて増幅されたDNA配列を示す;配列番号3は、配列番号2のDNAを増幅するために使用された5’プライマーの配列である;配列番号4は、配列番号2のDNAを増幅するために使用された3’プライマーの配列である;配列番号5は、配列番号2に示すDNAがプラスミドに組み替えられたかどうかをゲル電気泳動にて簡便に確認するための5’プライマーの配列であり、さらに配列番号5は、配列番号2に示すDNAがプラスミドに組み替えられたかどうかをダイターミネーター法にて確認するためにも使用できる;配列番号6は、配列番号2に示すDNAがプラスミドに組み替えられたかどうかをゲル電気泳動にて簡便に確認するための3’プライマーの配列である;配列番号7は、配列番号2に示すDNAがプラスミドに組み替えられたかどうかをダイターミネーター法にて確認するためのヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼDNA配列内部の5’プライマーの配列である。
The contents of the present invention will be described in more detail in the following examples, but the present invention is not limited to these contents.
In the following examples, SEQ ID NO: 1 is the sequence of recombinant human catechol O-methyltransferase; SEQ ID NO: 2 is SEQ ID NO: 3 and so as to express the recombinant human catechol O-methyltransferase of SEQ ID NO: 1. 4 shows the DNA sequence amplified with the primer of 4; SEQ ID NO: 3 is the sequence of the 5 ′ primer used to amplify the DNA of SEQ ID NO: 2; SEQ ID NO: 4 is the DNA of SEQ ID NO: 2 The sequence of the 3 ′ primer used to amplify is; SEQ ID NO: 5 is a 5 ′ primer for simply confirming by gel electrophoresis whether or not the DNA shown in SEQ ID NO: 2 has been recombined into a plasmid. Further, SEQ ID NO: 5 is used to confirm whether the DNA shown in SEQ ID NO: 2 has been recombined into a plasmid by the dye terminator method. SEQ ID NO: 6 is the sequence of the 3 ′ primer for easily confirming by gel electrophoresis whether the DNA shown in SEQ ID NO: 2 has been recombined into a plasmid; SEQ ID NO: 7 This is the sequence of the 5 ′ primer in the human catechol O-methyltransferase DNA sequence for confirming whether the DNA shown in SEQ ID NO: 2 has been recombined into a plasmid by the dye terminator method.
実施例1
(結晶化可能な組換えヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼの調製)
1)結晶化可能な組換えヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼの設計
本発明の組換えヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼ;S−アデノシルメチオニン;3,5−ジニトロカテコール;およびマグネシウムイオンの四成分複合体の結晶に用いる組換えヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼとして、配列番号1記載の組換えヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼを設計した。この配列番号1記載の組換えヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼは、完全長のヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼのN末端にGly-Ser-残基が付加され、C末端から7個のアミノ酸が欠失したものである。
完全長のヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼをコードする、NCBI(National Center for Biotechnology Information)上に登録されている受入番号BC011935のDNA配列に基づき、配列番号1記載の組換えヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼをコードするDNA配列を増幅するために2つのオリゴヌクレオチドプライマーを設計した。5’プライマーの配列を配列番号3に、3’プライマーの配列を配列番号4に示した。これらのプライマーは、所望のベクター中に該当PCR産物を挿入しやすくするために制限酵素部位(5’側はBamHI, 3’側はEcoRI)を含んでいる。
これらのプライマーによって得られるインサートDNAを配列番号2に示した。このインサートDNAを、下記に示すように、pGEX−2Tベクターに組込み、蛋白をGST融合蛋白として発現させ、その後、トロンビンで処理して、配列番号1に示す組換えヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼを調製した。この組換えヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼの酵素活性を、文献記載の方法(例えば、G. Zurcher および M. Da Prada.ら, 「Journal of Neurochemistry」, 1982年,38巻, p.191-195 )に従って調べたところ、完全長のヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼの酵素活性とほぼ同等の活性を有することが確認された。
Example 1
(Preparation of crystallizable recombinant human catechol O-methyltransferase)
1) Design of crystallizable recombinant human catechol O-methyltransferase of the recombinant human catechol O-methyltransferase of the present invention; S-adenosylmethionine; 3,5-dinitrocatechol; and magnesium ion quaternary complex The recombinant human catechol O-methyltransferase described in SEQ ID NO: 1 was designed as a recombinant human catechol O-methyltransferase used for the crystal. In this recombinant human catechol O-methyltransferase described in SEQ ID NO: 1, a Gly-Ser-residue was added to the N-terminus of the full-length human catechol O-methyltransferase, and 7 amino acids were deleted from the C-terminus. Is.
Based on the DNA sequence of accession number BC011935 registered on NCBI (National Center for Biotechnology Information), which encodes full-length human catechol O-methyltransferase, recombinant human catechol O-methyltransferase described in SEQ ID NO: 1 Two oligonucleotide primers were designed to amplify the encoding DNA sequence. The sequence of the 5 ′ primer is shown in SEQ ID NO: 3, and the sequence of the 3 ′ primer is shown in SEQ ID NO: 4. These primers contain restriction enzyme sites (BamHI on the 5 ′ side and EcoRI on the 3 ′ side) to facilitate insertion of the PCR product into the desired vector.
The insert DNA obtained with these primers is shown in SEQ ID NO: 2. As shown below, this insert DNA is incorporated into a pGEX-2T vector, the protein is expressed as a GST fusion protein, and then treated with thrombin to prepare a recombinant human catechol O-methyltransferase shown in SEQ ID NO: 1. did. The enzyme activity of this recombinant human catechol O-methyltransferase was determined by methods described in the literature (for example, G. Zurcher and M. Da Prada. Et al., “Journal of Neurochemistry”, 1982, 38, p.191-195). Was confirmed to have almost the same activity as that of full-length human catechol O-methyltransferase.
2)組換えヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼを発現するためのインサートDNAのクローニングおよび発現
配列番号3記載の5’プライマーおよび配列番号4記載の3’プライマーの各々を、TE緩衝液で希釈して15 pmol/μL 溶液とした。H2O(PCR用, 34.8μL), 25 mM MgSO4 (2.0μL), 2 mM dNTPs (5.0μL), 10倍濃縮のDNAポリメラーゼ KOD plus 緩衝液 (5.0μL,東洋紡)を混合し、PCR反応用混合物を調製した。次いでヒト肝臓cDNA(Invitrogen)(5.0μL)が、このPCR反応用混合物に加えられた。各々のプライマー対(1μL, 15 pmol)を上記混合物に加え、最後に1.0μLのKOD plusが加えられた。その後、PCR反応が行われた。PCR反応は94℃2分間、94℃15秒間、59℃30秒間、68℃1分間でこのサイクルを40サイクル行った。次いで68℃5分間、4℃10分間で終了した。PCR産物の一部1.0μLを分取し、10 x ローデイング緩衝液(1.2μL)とH2O(5.8μL)を加えた後に電気泳動により分析した。PCR産物は増幅されていた。
PCR産物をQIAquick PCR 精製キット(Qiagen)にて精製した。所望のインサートDNAは同キットのEB緩衝液(30μL)により溶出された。次いで溶出されたDNA(1.0μL)はTE緩衝液(99μL)により希釈され濃度が決定された。当該組換えヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼを発現するためのインサートDNAは0.112 μg/μL, 260nm/280nm = 1.99であった。
2) Cloning and expression of insert DNA for expressing recombinant human catechol O-methyltransferase Each of the 5 ′ primer described in SEQ ID NO: 3 and the 3 ′ primer described in SEQ ID NO: 4 was diluted with TE buffer to obtain 15 A pmol / μL solution was used. H 2 O (for PCR, 34.8 μL), 25 mM MgSO 4 (2.0 μL), 2 mM dNTPs (5.0 μL), 10-fold concentrated DNA polymerase KOD plus buffer (5.0 μL, Toyobo) were mixed, and PCR reaction was performed A working mixture was prepared. Human liver cDNA (Invitrogen) (5.0 μL) was then added to the PCR reaction mixture. Each primer pair (1 μL, 15 pmol) was added to the above mixture, and finally 1.0 μL of KOD plus was added. Thereafter, a PCR reaction was performed. The PCR reaction was conducted at 94 ° C. for 2 minutes, 94 ° C. for 15 seconds, 59 ° C. for 30 seconds, and 68 ° C. for 1 minute for 40 cycles. Subsequently, it was completed at 68 ° C. for 5 minutes and at 4 ° C. for 10 minutes. A 1.0 μL portion of the PCR product was collected and analyzed by electrophoresis after adding 10 × loading buffer (1.2 μL) and H 2 O (5.8 μL). The PCR product was amplified.
The PCR product was purified with the QIAquick PCR purification kit (Qiagen). The desired insert DNA was eluted with the EB buffer (30 μL) of the same kit. The eluted DNA (1.0 μL) was then diluted with TE buffer (99 μL) to determine the concentration. The insert DNA for expressing the recombinant human catechol O-methyltransferase was 0.112 μg / μL, 260 nm / 280 nm = 1.99.
3)組換えヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼインサートDNAおよびpGEX-2T ベクターの二重消化
組換えヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼインサートDNA(1.5μg)に、10 x EcoR I 緩衝液 (New England Biolab社) (3.0μL), H2O(11.1μL), BamH I (1.5μL, 15 U, 10 u/μL)とEcoR I (1.0μL, 15 U, 15 U/μL)を加え混合した。混合溶液は37℃で1.5時間加熱された。更にその溶液に10Xローデイング緩衝液を加えた。混合溶液を電気泳動にて分離し、当該消化断片を有するDNAを含むゲルの部分を切り出し、Qiagen Mini Elute ゲル 抽出キット(Qiagen)を使用して精製した。当該消化断片DNAの濃度は33.1 ng/μLであった。
pGEX-2T ベクターDNA(1.5μg,Amersham)に、10 x EcoR I 緩衝液 (New England Biolab社) (3.0μL), H2O(21.5μL), BamH I (1.5μL, 15 U, 10 u/μL)とEcoR I (1.0μL, 15 U, 15 U/μL)を加え混合した。混合溶液は37℃で1.5時間加熱された。更にその溶液に10Xローデイング緩衝液を加えた。混合溶液を電気泳動にて分離し、当該消化断片を有するDNAを含むゲルの部分を切り出し、Qiagen Mini Elute ゲル 抽出キット(Qiagen)を使用して精製した。当該消化断片DNAの濃度は25.0 ng/μLであった。
3) Double digestion of recombinant human catechol O-methyltransferase insert DNA and pGEX-2T vector To recombinant human catechol O-methyltransferase insert DNA (1.5 μg), 10 x EcoR I buffer (New England Biolab) ( 3.0 μL), H 2 O (11.1 μL), BamH I (1.5 μL, 15 U, 10 u / μL) and EcoR I (1.0 μL, 15 U, 15 U / μL) were added and mixed. The mixed solution was heated at 37 ° C. for 1.5 hours. In addition, 10X loading buffer was added to the solution. The mixed solution was separated by electrophoresis, and the gel portion containing the DNA having the digested fragment was excised and purified using a Qiagen Mini Elute gel extraction kit (Qiagen). The concentration of the digested fragment DNA was 33.1 ng / μL.
pGEX-2T vector DNA (1.5 μg, Amersham) was added to 10 × EcoR I buffer (New England Biolab) (3.0 μL), H 2 O (21.5 μL), BamH I (1.5 μL, 15 U, 10 u / μL) and EcoR I (1.0 μL, 15 U, 15 U / μL) were added and mixed. The mixed solution was heated at 37 ° C. for 1.5 hours. In addition, 10X loading buffer was added to the solution. The mixed solution was separated by electrophoresis, and the gel portion containing the DNA having the digested fragment was excised and purified using a Qiagen Mini Elute gel extraction kit (Qiagen). The concentration of the digested fragment DNA was 25.0 ng / μL.
4)ライゲーションと大腸菌JM109の形質転換
二重消化したpGEX-2T ベクター(2.0μL, 50 ng, 25 ng/μL)およびインサートDNA(1.0μL, 33.1 ng, 33.1 ng/μL)を、2 x ライゲーション緩衝液(5.0μL, PGEM)およびH2O(1.7μL)に加えて混合した。次いで、リガーゼ(1.0μL, 3 U/μL, PGEM)を混合溶液に加え、その混合物を25℃で1時間インキュベーションした。次に、大腸菌JM109(100μL)を0℃にて溶解し、リガーゼで反応させた上記混合溶液(5μL)をJM109懸濁液に加え、穏やかに混合し、強く振動させないようにしながら(0℃,20分間,42℃40秒間,0℃30分間)の熱ショックを加えた。次いで、450μLのSOC溶液を熱ショック後の溶液に加え37℃で1時間振盪した。振盪後、混合溶液の50μLと200μLを、LB-アンピシリン培地のプレート上(直径9cm, アンピシリン濃度: 100μg/mL)にそれぞれ蒔き、37℃で16時間の静置培養をおこなった。その結果、プレート上にはコロニーが出現していた。培養後のプレートは使用時まで4℃にて保存した。
4) Ligation and transformation of E. coli JM109 Double digested pGEX-2T vector (2.0 μL, 50 ng, 25 ng / μL) and insert DNA (1.0 μL, 33.1 ng, 33.1 ng / μL) were added to 2 × ligation buffer. Liquid (5.0 μL, PGEM) and H 2 O (1.7 μL) were added and mixed. Ligase (1.0 μL, 3 U / μL, PGEM) was then added to the mixed solution and the mixture was incubated at 25 ° C. for 1 hour. Next, E. coli JM109 (100 μL) was dissolved at 0 ° C. and the above mixed solution (5 μL) reacted with ligase was added to the JM109 suspension and mixed gently, while avoiding strong vibration (0 ° C., (20 minutes, 42 ° C. for 40 seconds, 0 ° C. for 30 minutes). Next, 450 μL of the SOC solution was added to the solution after heat shock and shaken at 37 ° C. for 1 hour. After shaking, 50 μL and 200 μL of the mixed solution were respectively spread on a plate of LB-ampicillin medium (diameter 9 cm, ampicillin concentration: 100 μg / mL), and static culture was performed at 37 ° C. for 16 hours. As a result, colonies appeared on the plate. The cultured plate was stored at 4 ° C. until use.
5)GST融合組換えヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼのPCR法によるコロニーセレクション
以下に示す配列番号5記載の5’プライマーと、配列番号6記載の3’プライマーとを、それぞれTE緩衝液で希釈し、15pmol/μL溶液とした。
5’プライマー:5’−gaagctatcccacaaattgataag−3’(配列番号5)
3’プライマー:5’−ctgacgggcttgtctgctcc−3’(配列番号6)
次いで、5’プライマーの希釈溶液(20 μL, 15 pmol/μL)、3’プライマーの希釈溶液(20 μL, 15 pmol/μL)、 H2O(460 μL)、2倍濃縮AmpliTaq Gold Master Mix (500 μL, アプライドバイオシステムズ)を混合し22本のPCRチューブ(45 μL x 22 tubes)に分割した。4)で得られたLB-アンピシリン培地のプレート上より得られたコロニーから22個を選択し、各々を上記の22個のPCR混合溶液に別々に加えPCR反応を行った。尚、PCR反応の条件は以下に示すとおりである。1)95℃,5分間、2)95℃,15秒間、3)61℃,15秒間、4)72℃,1分間、5)1)から4)を40回繰り返し、6)72℃,7分間、7)4℃,10分間。次いでPCR生成物の1.0μLを分取し10Xローデイング緩衝液2.0μLを加え電気泳動にて分析した。GST融合組換えヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼが導入されているコロニーを10mL LB-アンピシリン培地(アンピシリン濃度100μg/mL)に加え37℃で15時間の培養を行った。
5) Colony selection by PCR method of GST fusion recombinant human catechol O-methyltransferase The 5 ′ primer described in SEQ ID NO: 5 and the 3 ′ primer described in SEQ ID NO: 6 shown below were each diluted with a TE buffer, A 15 pmol / μL solution was prepared.
5 ′ primer: 5′-gaagctattccccacaaaattgataag-3 ′ (SEQ ID NO: 5)
3 ′ primer: 5′-ctgacggggctgtgtctgctcc-3 ′ (SEQ ID NO: 6)
Next, 5 ′ primer diluted solution (20 μL, 15 pmol / μL), 3 ′ primer diluted solution (20 μL, 15 pmol / μL), H 2 O (460 μL), 2-fold concentrated AmpliTaq Gold Master Mix ( 500 μL, Applied Biosystems) was mixed and divided into 22 PCR tubes (45 μL × 22 tubes). Twenty-two colonies were selected from the colonies obtained from the LB-ampicillin medium plate obtained in 4), and each was separately added to the above 22 PCR mixed solutions to perform a PCR reaction. The PCR reaction conditions are as shown below. 1) 95 ° C, 5 minutes, 2) 95 ° C, 15 seconds, 3) 61 ° C, 15 seconds, 4) 72 ° C, 1 minute, 5) 1) to 4) repeated 40 times, 6) 72 ° C, 7 7 minutes at 4 ° C. for 10 minutes. Subsequently, 1.0 μL of the PCR product was collected, 2.0 μL of 10 × loading buffer was added, and analyzed by electrophoresis. Colonies into which GST-fused recombinant human catechol O-methyltransferase had been introduced were added to 10 mL LB-ampicillin medium (ampicillin concentration 100 μg / mL) and cultured at 37 ° C. for 15 hours.
6)GST融合組換えヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼプラスミドの大腸菌JM109からの抽出と精製
5)で得られたGST融合組換えヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼの形質転換が確認されたJM109の培養液は一部(100μL)をグリセロールストックとし、残りの培養液は12,000rpmで10分間遠心を行い、大腸菌ペレットを得た。得られた大腸菌ペレットはQiagen plasmid mini kit(Qiagen)のインストラクションマニュアルにより精製し、GST融合組換えヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼをコードするプラスミドDNAを得た。それらの濃度はOD260nmによって決定され、311ng/μL、DNAと蛋白質濃度の比はOD260/280=1.87となった。各々のプラスミド溶液はTE緩衝液で希釈し1ng/μLの溶液とした。得られたプラスミドDNAの配列は、配列番号5および以下に記載の配列番号7に示すプライマーを用い、ダイターミネーター法にて分析することによって配列番号2のDNA配列のうち、5番目〜655番目の塩基を含む配列であることが確認された。
5’−プライマー;5’−catcgagatcaaccccgactg−3’(配列番号7)
6) Extraction and purification of GST-fused recombinant human catechol O-methyltransferase plasmid from Escherichia coli JM109 5) The culture solution of JM109 obtained by transformation of GST-fused recombinant human catechol O-methyltransferase obtained in 5) is one. A portion (100 μL) was used as a glycerol stock, and the remaining culture was centrifuged at 12,000 rpm for 10 minutes to obtain an E. coli pellet. The obtained Escherichia coli pellet was purified by the instruction manual of Qiagen plasmid mini kit (Qiagen) to obtain plasmid DNA encoding GST-fused recombinant human catechol O-methyltransferase. Their concentrations were determined by OD260nm, 311ng / μL, and the ratio of DNA to protein concentration was OD260 / 280 = 1.87. Each plasmid solution was diluted with TE buffer to give a 1 ng / μL solution. The sequence of the obtained plasmid DNA was analyzed by the dye terminator method using the primers shown in SEQ ID NO: 5 and SEQ ID NO: 7 described below. The sequence was confirmed to contain a base.
5'-primer;5'-catcgagatacaccccgactg-3'(SEQ ID NO: 7)
7)GST融合組換えヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼプラスミドDNAの大腸菌 BL21 CODON PLUS (DE3) RP への形質転換
精製したGST融合組換えヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼプラスミドDNA1.0μL(1.0ng/μL)を0℃で融解した大腸菌BL21 CODON PLUS (DE3) RP 細胞懸濁液50μLに加え、0℃で30分間静置した。この混合物に強く振盪すること無しに42℃で40秒間の熱ショックを与え、0℃で10分間冷却した。次いで、450μLのSOC培地を細胞懸濁溶液に加え、37℃で1時間振盪した。得られた混合物をLB-アンピシリン培地のプレート(直径. 9cm, アンピシリン濃度100μg/mL)に蒔き、37℃で15時間静置培養した。
7) Transformation of GST-fused recombinant human catechol O-methyltransferase plasmid DNA into E. coli BL21 CODON PLUS (DE3) RP 1.0 μL (1.0 ng / μL) of purified GST-fused recombinant human catechol O-methyltransferase plasmid DNA The suspension was added to 50 μL of E. coli BL21 CODON PLUS (DE3) RP cell suspension thawed at 0 ° C. and allowed to stand at 0 ° C. for 30 minutes. The mixture was heat shocked at 42 ° C. for 40 seconds without vigorous shaking and cooled at 0 ° C. for 10 minutes. Next, 450 μL of SOC medium was added to the cell suspension and shaken at 37 ° C. for 1 hour. The obtained mixture was plated on a plate of LB-ampicillin medium (diameter: 9 cm, ampicillin concentration: 100 μg / mL), and statically cultured at 37 ° C. for 15 hours.
8)GST融合組換えヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼの発現
形質転換後の大腸菌BL21 CODON PLUS (DE3) RP のプレートからGST融合組換えヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼを発現するためのプラスミドを保有している大腸菌のコロニーを拾い上げ、10mLのLB-アンピシリン培地(アンピシリン濃度100μg/ml)に投入した。上記混合物はOD600nm値が0.24になるまで37℃にて4時間振盪培養を行った。培養液の一部50μLはグリセロールストックとした。また1.0mLをイソプロピル−β−D−チオガラクトピラノシド添加前サンプルとして分取した。分取後の残りの混合溶液に0.1Mイソプロピル−β−D−チオガラクトピラノシドを9.0μL加え20℃で6時間振盪した。次いで、混合物を12,000rpmで15分間遠心し、大腸菌ペレットを回収し使用時まで−80℃で凍結保存した。
8) Expression of GST-fused recombinant human catechol O-methyltransferase A plasmid for expressing GST-fused recombinant human catechol O-methyltransferase from E. coli BL21 CODON PLUS (DE3) RP plates after transformation is retained. E. coli colonies were picked up and put into 10 mL of LB-ampicillin medium (ampicillin concentration 100 μg / ml). The above mixture was subjected to shaking culture at 37 ° C. for 4 hours until the OD600nm value became 0.24. A 50 μL portion of the culture was used as a glycerol stock. Further, 1.0 mL was collected as a sample before addition of isopropyl-β-D-thiogalactopyranoside. To the remaining mixed solution after fractionation, 9.0 μL of 0.1 M isopropyl-β-D-thiogalactopyranoside was added and shaken at 20 ° C. for 6 hours. The mixture was then centrifuged at 12,000 rpm for 15 minutes, and the E. coli pellet was recovered and stored frozen at −80 ° C. until use.
9)GST融合組換えヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼのトロンビン処理
8)から得られたセルペレットは1セルペレット当たり1.8mLのBugBuster溶液(Novagen)により15分間室温にて穏やかに撹拌しながら処理した。得られたライゼートを12,000rpmで15分間遠心し、上澄み液を回収した。次いで、予めD−PBS(DULBECCO’S PHOSPHATE BUFFERED SALINE)にて平衡化し、D−PBSで50%に再懸濁させた。400μLのグルタチオン4B Sepharoseの(レジンベッドボリューム200μL)を上記上澄み溶液に加え、得られた混合物を4℃にて30分間振盪した。振盪後の混合物をフィルターによりレジンと濾液に分別した。得られたレジンを500μLのD−PBSで5回洗浄し、300μLのトロンビン処理用緩衝液(150 mM NaCl, 50 mM Tris HCl, pH 8.0, 10 % glycerol, 2.5 mM CaCl2, 0.5 % β-オクチル−D−グルコピラノシド)で3回洗浄した。次いで、レジンにトロンビン処理用緩衝液を加え500μLとし、トロンビン(アマシャムバイオサイエンス)5ユニットを加えた。レジン混合液は4℃で15時間穏やかに撹拌し、その一部をSDSポリアクリルアミドゲル電気泳動にて分析したところ、トロンビン処理により組換えヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼに該当するバンドが検出された。一部のレジン混合液をろ過して得られた蛋白質の濃度は258μg/mLであった。更にエレクトロスプレー四重極型質量分析器にて当該組換えヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼの分子量を測定したところ観測値=23994.97となり、配列番号1記載のペプチドから算出される理論値=23997.67と良い一致をみた。
9) Thrombin treatment of GST-fused recombinant human catechol O-methyltransferase 8) The cell pellet obtained from 8) was treated with 1.8 mL BugBuster solution (Novagen) per cell pellet for 15 minutes at room temperature with gentle stirring. The obtained lysate was centrifuged at 12,000 rpm for 15 minutes, and the supernatant was recovered. Then, it was previously equilibrated with D-PBS (DULBECCO'S PHOSPHATE BUFFERED SALINE) and resuspended to 50% with D-PBS. 400 μL of glutathione 4B Sepharose (resin bed volume 200 μL) was added to the supernatant solution, and the resulting mixture was shaken at 4 ° C. for 30 minutes. The mixture after shaking was separated into a resin and a filtrate by a filter. The obtained resin was washed 5 times with 500 μL of D-PBS, and 300 μL of thrombin treatment buffer (150 mM NaCl, 50 mM Tris HCl, pH 8.0, 10% glycerol, 2.5 mM CaCl 2 , 0.5% β-octyl) -D-glucopyranoside) and washed 3 times. Next, the resin for thrombin treatment was added to the resin to make 500 μL, and 5 units of thrombin (Amersham Bioscience) was added. The resin mixture was gently stirred at 4 ° C. for 15 hours, and a portion thereof was analyzed by SDS polyacrylamide gel electrophoresis. As a result, a band corresponding to recombinant human catechol O-methyltransferase was detected by thrombin treatment. The concentration of the protein obtained by filtering a part of the resin mixture was 258 μg / mL. Furthermore, when the molecular weight of the recombinant human catechol O-methyltransferase was measured with an electrospray quadrupole mass spectrometer, the observed value was 23994.97, which is in good agreement with the theoretical value calculated from the peptide described in SEQ ID NO: 1 = 23997.67. I saw.
10)組換えヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼの固相抽出による精製と透析処理
トロンビン処理後のレジン懸濁液を空きカラムにロードしその濾液を回収した。次いでこの操作で得られた濾液をGSTrap FF(アマシャムバイオサイエンス)にぺリスタポンプでロードし、その濾液を回収した。この濾液を2.0リットルの緩衝液(10mM NaCl, 10% Glycerol, 20mM Tris pH7.0, 0.5%β−オクチル−D−グルコピラノシド, 4.0mM ジチオスレイトール)を用いて一晩透析した。
10) Purification and dialysis treatment of recombinant human catechol O-methyltransferase by solid phase extraction The thrombin-treated resin suspension was loaded onto an empty column and the filtrate was recovered. Next, the filtrate obtained by this operation was loaded into GSTrap FF (Amersham Bioscience) with a peristaltic pump, and the filtrate was recovered. The filtrate was dialyzed overnight against 2.0 liters of buffer (10 mM NaCl, 10% Glycerol, 20 mM Tris pH 7.0, 0.5% β-octyl-D-glucopyranoside, 4.0 mM dithiothreitol).
11)Super Q-5PWカラムクロマトグラフィー
透析後のサンプル溶液を約10〜12mL(蛋白質の量として約10mg相当)を0.5mL/minの流速で予め緩衝液A(10mM NaCl, 10% Glycerol, 20mM Tris pH7.0, 0.5%β−オクチル−D−グルコピラノシド, 4.0mM ジチオスレイトール )にて平衡化されたSuper Q-5PWカラムにロードした。このカラムから目的蛋白質を0.5mL/minで緩衝液B (10% glycerol, 50mM Tris pH7.0, 4.0mM ジチオスレイトール, 0.2% β−オクチル−D−グルコピラノシド, 700mM NaCl )によりリニアグラジエントで溶出させた((0%の緩衝液Bで7分間(Super Q-5PWカラム体積の約4倍量相当)、0-20%の緩衝液Bで70分間(Super Q-5PWカラム体積の約40倍量相当)、20-100%の緩衝液Bで2分間(Super Q-5PWカラム体積の約1倍量相当))。その結果、開始から約50分の溶出により得られるピークをSDSポリアクリルアミドゲル電気泳動にて分析し、組換えヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼの分子量を与える事を確認した。
11) Super Q-5PW column chromatography About 10-12 mL of the sample solution after dialysis (equivalent to about 10 mg as the amount of protein) is preliminarily buffered at a flow rate of 0.5 mL / min with buffer A (10 mM NaCl, 10% Glycerol, 20 mM Tris). pH 7.0, 0.5% β-octyl-D-glucopyranoside, 4.0 mM dithiothreitol)) and loaded onto a Super Q-5PW column. The target protein is eluted from this column with a linear gradient at 0.5 mL / min with buffer B (10% glycerol, 50 mM Tris pH 7.0, 4.0 mM dithiothreitol, 0.2% β-octyl-D-glucopyranoside, 700 mM NaCl). ((0% buffer B for 7 minutes (equivalent to about 4 times the volume of Super Q-5PW column volume), 0-20% buffer B for 70 minutes (about 40 times the volume of Super Q-5PW column volume) Equivalent), 2 minutes with 20-100% buffer B (equivalent to about 1 volume of Super Q-5PW column volume)) As a result, the peak obtained by elution of about 50 minutes from the start was analyzed by SDS polyacrylamide gel Analysis by electrophoresis confirmed that the molecular weight of recombinant human catechol O-methyltransferase was given.
12)Superdex HR75 prep gradeカラムクロマトグラフィー
11)で得られたフラクションを合一し、YM-10膜(ミリポア社)により約4mLにまで濃縮した。緩衝液(10% glycerol, 50mM MES pH6.5, 1.0mM ジチオスレイトール,2.5mM MgCl2)で予め2時間平衡化したSupedex HR75 prep gradeカラム(アマシャムバイオサイエンス)に1.0mLのサンプル溶液をロードし、流速1.0ml/minにて溶出を行った。70分後に溶出される分画を組変えヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼとして採取した。また、この溶出された分画は組変えヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼの分子量を与えることをSDSポリアクリルアミドゲル電気泳動により確認した。得られた組換えヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼの分画をDevelosil C4カラム(野村化学株式会社)により分析し、95%以上の純度であることを確認した。
12) The fractions obtained by Superdex HR75 prep grade column chromatography 11) were combined and concentrated to about 4 mL with a YM-10 membrane (Millipore). Load 1.0 mL of the sample solution onto a Supedex HR75 prep grade column (Amersham Biosciences) equilibrated with buffer (10% glycerol, 50 mM MES pH 6.5, 1.0 mM dithiothreitol, 2.5 mM MgCl 2 ) for 2 hours. The elution was performed at a flow rate of 1.0 ml / min. Fractions eluted after 70 minutes were combined and collected as human catechol O-methyltransferase. Moreover, it was confirmed by SDS polyacrylamide gel electrophoresis that the eluted fractions were combined to give the molecular weight of human catechol O-methyltransferase. The obtained fraction of recombinant human catechol O-methyltransferase was analyzed using a Develosil C4 column (Nomura Chemical Co., Ltd.), and it was confirmed that the purity was 95% or more.
実施例2
(組換えヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼ;S−アデノシルメチオニン;3,5−ジニトロカテコール;およびマグネシウムイオンの四成分複合体の結晶化)
実施例1で調整した組換えヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼを含むフラクション10mLをYM-10膜(ミリポア社)により約1.5mLにまで濃縮し、その濃縮液を更にセントリコン-10膜(ミリポア社)にて最終濃度として5.0〜4.8mg/mLとなるように濃縮した。目的濃度にまで濃縮したヒトカテコールO-メチルトランスフェラーゼ溶液60μLに60mMのS−アデノシルメチオニン溶液を3.0μL加えて0℃で30分インキュベーションした。次いで20mM の3,5-ジニトロカテコール溶液を6.0μl加え、同様に0℃で30分インキュベーションした。結晶化のスクリーニングはハンプトンリサーチ社のCrystal Screen I, IIを使用し、ハンギングドロップ法にてセットアップし、20℃によりインキュベーションを行った。その結果、0.1M Hepes pH7.5, 2% (v/v)PEG400, 2.0M (NH4)2SO4で規定される条件から約4日で黄色の楔状結晶が得られた。
得られた結晶を図1に示す。これらの結晶は、格子定数a=50.584, b=50.584, c=167.240Åで、空間群P3221に属する。それらは1非対称単位に当たり1分子を含み(Mw= 23.99kDa) 51.85%の溶媒含量であった。(Vm= 2.57 ; Matthews B.W., 「J. Mol. Biol.」, 1968年, 33巻, p.491-497)
Example 2
(Recombinant human catechol O-methyltransferase; S-adenosylmethionine; 3,5-dinitrocatechol; and crystallization of magnesium ion quaternary complex)
10 mL of the fraction containing recombinant human catechol O-methyltransferase prepared in Example 1 was concentrated to about 1.5 mL with a YM-10 membrane (Millipore), and the concentrated solution was further concentrated to a Centricon-10 membrane (Millipore). The final concentration was 5.0 to 4.8 mg / mL. To 60 μL of human catechol O-methyltransferase solution concentrated to the target concentration, 3.0 μL of 60 mM S-adenosylmethionine solution was added and incubated at 0 ° C. for 30 minutes. Subsequently, 6.0 μl of 20 mM 3,5-dinitrocatechol solution was added and incubated at 0 ° C. for 30 minutes in the same manner. Crystallization screening was carried out using Crystal Screen I, II from Hampton Research, set up by the hanging drop method, and incubated at 20 ° C. As a result, yellow wedge-shaped crystals were obtained in about 4 days from the conditions defined by 0.1M Hepes pH 7.5, 2% (v / v) PEG 400, 2.0M (NH 4 ) 2 SO 4 .
The obtained crystal is shown in FIG. These crystals have lattice constants a = 50.584, b = 50.584, c = 167.240 and belong to the space group P3 2 21. They contained one molecule per asymmetric unit (Mw = 23.99 kDa) and had a solvent content of 51.85%. (Vm = 2.57; Matthews BW, “J. Mol. Biol.”, 1968, 33, p.491-497)
得られた四成分複合体結晶を10〜15%グリセロールを含む結晶化バッファーに約30〜60秒浸し、0.5〜0.7mm径クライオループ(ハンプトンリサーチ社)にて掬い取り、液体窒素中に直漬けすることにより急速凍結させた。 The obtained quaternary complex crystal was immersed in a crystallization buffer containing 10 to 15% glycerol for about 30 to 60 seconds, picked up with a 0.5 to 0.7 mm diameter cryoloop (Hampton Research), and in liquid nitrogen. Quick-frozen by direct pickling.
実施例3
(組換えヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼ;S−アデノシルメチオニン;3,5−ジニトロカテコール;およびマグネシウムイオンからなる四成分複合体結晶の三次元構造の解析)
1)結晶のデータ収集
実施例2で得られた四成分複合体の結晶の回折データの収集を、SPring−8大型放射光施設のビームラインBL32B2にて行った。予め凍結してある結晶を−173±1.0℃の冷却液体窒素気流中に浸すようにマウントし、波長1.0ÅにてジュピターCCD(株式会社リガク)を使用して測定した。CCD検出器と結晶との間の距離は150mmである。データセットは−60°〜60°までの範囲を振動角度1.0°〜1.2°にて計100〜120枚のイメージを取得した。X線の露出時間は40秒から60秒/イメージであった。
Example 3
(Analysis of the three-dimensional structure of a quaternary complex crystal composed of recombinant human catechol O-methyltransferase; S-adenosylmethionine; 3,5-dinitrocatechol; and magnesium ion)
1) Crystal data collection The diffraction data of the quaternary complex crystals obtained in Example 2 were collected at the beam line BL32B2 of the SPring-8 large synchrotron radiation facility. The crystals that had been frozen in advance were mounted so as to be immersed in a cooling liquid nitrogen stream at −173 ± 1.0 ° C., and measurement was performed using a Jupiter CCD (Rigaku Corporation) at a wavelength of 1.0 mm. The distance between the CCD detector and the crystal is 150 mm. The data set acquired the image of a total of 100-120 sheets in the range from -60 degrees to 60 degrees at the vibration angle of 1.0 degrees to 1.2 degrees. X-ray exposure time was 40 to 60 seconds / image.
2)回折データの処理
Mosflm Ver 6.2.1により得られたイメージファイルのデータセットの反射強度の積分を行った。得られたmtzファイルをプログラムsortmtz, プログラムscala, プログラムtruncate(Collaborative Computational Project:(1994) Acta Crystallogr. D50, 760-763 ; CCP4 suite Ver 4.2.2)にて順次処理することで分子置換法用のファイルに変換した。各データセットの統計を下記に示す。
全反射数=29525
独立反射の数=9033
データの完全性(全体/最外殻)=98.9/98.4 (%)
Rマージ(全体/最外郭)=0.085/0.205
リダンダンシー(全体)=3.3
2) Processing of diffraction data
The reflection intensity of the image file data set obtained by Mosflm Ver 6.2.1 was integrated. The obtained mtz file is processed sequentially with the program sortmtz, the program scala, and the program truncate (Collaborative Computational Project: (1994) Acta Crystallogr. D50, 760-763; CCP4 suite Ver 4.2.2). Converted to a file. The statistics for each data set are shown below.
Total reflection number = 29525
Number of independent reflections = 9033
Data integrity (overall / outermost shell) = 98.9 / 98.4 (%)
R merge (overall / outermost) = 0.085 / 0.205
Redundancy (overall) = 3.3
3)空間群の決定
分子置換はプロテインデータバンク(PDB)中のpdb1vid.entからS−アデノシルメチオニン、マグネシウムイオン、3,5−ジニトロカテコール、及び水分子を除いた蛋白質座標をサーチモデルとして使用し、ヒトとラットで種差に起因するアミノ酸の違いについてはアラニンに置換した。AMoRe(Navaza, J. (1994) AmoRe : 分子置換の為の自動パッケージ,Acta Cryst.D50,157-163 CCP4 Ver.4.2)パッケージにて回転と併進の位置を決定した結果、空間群はP3221と決定できた。結果の詳細を下記に示す。
分解能の範囲:20.0〜3.0 (Å)
剛体R因子:0.429
3) Determination of the space group For the molecular replacement, the protein coordinates excluding S-adenosylmethionine, magnesium ion, 3,5-dinitrocatechol, and water molecules from pdb1vid.ent in the protein data bank (PDB) are used as a search model. However, amino acid differences due to species differences between human and rat were substituted with alanine. AMoRe (Navaza, J. (1994) AmoRe: Automatic package for molecular replacement, Acta Cryst. D50, 157-163 CCP4 Ver.4.2) As a result of determining the position of rotation and translation, the space group is P3 2 I was able to determine 21. Details of the results are shown below.
Resolution range: 20.0 to 3.0 (Å)
Rigid body R factor: 0.429
4)四成分複合体構造の精密化
構造の精密化はCNX2002 (アクセルリス株式会社)にて行った。テストセットとしては全反射の10%を使用した。主鎖及び側鎖のトレース、及びアミノ酸の置換はQUANTA2000(アクセルリス株式会社)を使用し、CNX2002で作成したオミットマップを参考にしながらモデルの修正を実施した。バルク水マスクはバビネットモデルを使用した。水分子はFo-Fc差フーリエマップを解釈しながらQUANTA2000のSolvation モジュールを使用し、マグネシウムイオン、S−アデノシルメチオニン等のリガンドはプログラム2-D sketcher, プログラムMolecular Editorを使用してモデリングを行い、Fo-Fc差フーリエマップの電子密度に合致するようにマニュアルフィッテイングによるモデリングを行った。個別温度因子精密化を実施した最終の精密化統計値は R=0.254となった。精密化された構造の質を評価する統計諸量を下記に示す。
最終精密化パラメータ
分解能の範囲:10.0-2.5Å
反射:9025
R因子:0.254
Rフリー因子:0.283
残基数:212
原子数:1660
RMS偏差(結合長):0.010
RMS偏差(結合角):1.445
平均温度因子(タンパク質):12.94
平均温度因子(水分子):21.15
4) Refinement of the quaternary complex structure The refinement of the structure was performed by CNX2002 (Accelrys Corporation). As a test set, 10% of total reflection was used. QUANTA2000 (Accelrys Co., Ltd.) was used for the main chain and side chain traces and amino acid substitutions, and the model was corrected with reference to the Omit map created by CNX2002. The bulk water mask used the Babynet model. Water molecules are analyzed using the QUANTA2000 Solvation module while interpreting the Fo-Fc difference Fourier map, and ligands such as magnesium ions and S-adenosylmethionine are modeled using the program 2-D sketcher and program Molecular Editor. Modeling by manual fitting was performed to match the electron density of the Fo-Fc difference Fourier map. The final refinement statistic with individual temperature factor refinement was R = 0.254. The statistical quantities that evaluate the quality of the refined structure are shown below.
Final refinement parameter Resolution range: 10.0-2.5Å
Reflection: 9025
R factor: 0.254
R-free factor: 0.283
Number of residues: 212
Number of atoms: 1660
RMS deviation (bond length): 0.010
RMS deviation (bond angle): 1.445
Average temperature factor (protein): 12.94
Average temperature factor (water molecule): 21.15
得られた四成分複合体結晶の原子座標を、生体高分子の座標を扱う際の標準的形式であるプロテインデータバンク(PDB)のフォーマットに準じて、下記の表1に示した。 The atomic coordinates of the obtained quaternary complex crystals are shown in Table 1 below in accordance with the format of the protein data bank (PDB), which is a standard format for handling biopolymer coordinates.
5)リガンド収容ポケットの特性化
図2には、本発明のヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼ;S−アデノシルメチオニン;マグネシウムイオン;および3,5−ジニトロカテコール四成分複合体結晶のうち、リガンドを収容するポケット近傍の構造を示した。
ヒトカテコールO-メチルトランスフェラーゼのリガンド収容ポケットには、リガンドとマグネシウムイオンとが収容され、活性中心に存在するマグネシウムイオンは、Asp143、Asn172、Glu201の3つのアミノ酸残基の側鎖と配位相互作用を形成し、さらに3,5−ジニトロカテコールの2つの水酸基とも配位相互作用を形成していることが確認された。さらに、Glu201の側鎖は3,5−ジニトロカテコールの片方のヒドロキシル酸素原子と水素結合を形成し、複合体を安定化していると考えられる。Trp40の側鎖であるインドール環は3,5−ジニトロカテコールのベンゼン環とEdge-to-FaceのCH−π相互作用を起こしていることが確認された。また、Pro176のγ位の炭素原子は3,5−ジニトロカテコールのベンゼン環とファンデルワールス相互作用を形成していた。さらにLys146の側鎖のNz原子は3,5−ジニトロカテコールのS−アデノシルメチオニン側のヒドロキシル酸素原子方向に向き、複合体を静電気的に安定化していると考えられる。
リガンド収容ポケットの近傍では、Arg203の側鎖はGlu36と水素結合を形成し、3,5−ジニトロカテコール側に配向していないことが明らかになった。本発明のヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼの結晶と、公知のラットカテコールO−メチルトランスフェラーゼ;S−アデノシルメチオニン;マグネシウムイオン;および3,5−ジニトロカテコール四成分複合体結晶の三次元構造とを比較したところ、ラットカテコールO−メチルトランスフェラーゼでは、Arg203に相当するアミノ酸残基が疎水性を有するメチオニンであって、このメチオニン残基の側鎖はリガンドの位置する方向に突き出ているのに対して、ヒトカテコール−O−メチルトランスフェラーゼでは、図2に示すようにArg203の側鎖がリガンドと反対方向に向いてGlu36と水素結合を形成しており、ヒトカテコール−O−メチルトランスフェラーゼは、ラットラットカテコール−O−メチルトランスフェラーゼに比べて広いリガンド収容ポケットを有することが明らかとなった。係る知見は、本発明の四成分複合体の結晶を解析することによって初めて明らかとされたものである。
5) Characterization of ligand-accommodating pocket FIG. 2 contains the ligand of the human catechol O-methyltransferase of the present invention; S-adenosylmethionine; magnesium ion; and 3,5-dinitrocatechol quaternary complex crystals. The structure near the pocket is shown.
The ligand-accommodating pocket of human catechol O-methyltransferase accommodates a ligand and magnesium ion, and the magnesium ion present in the active center interacts with the side chain of the three amino acid residues Asp143, Asn172, and Glu201. Furthermore, it was confirmed that the two hydroxyl groups of 3,5-dinitrocatechol also form a coordination interaction. Furthermore, it is considered that the side chain of Glu201 forms a hydrogen bond with one hydroxyl oxygen atom of 3,5-dinitrocatechol and stabilizes the complex. It was confirmed that the indole ring, which is the side chain of Trp40, caused an edge-to-face CH-π interaction with the benzene ring of 3,5-dinitrocatechol. In addition, the carbon atom at the γ-position of Pro176 formed van der Waals interaction with the benzene ring of 3,5-dinitrocatechol. Further, the Nz atom in the side chain of Lys 146 is directed toward the hydroxyl oxygen atom on the S-adenosylmethionine side of 3,5-dinitrocatechol, which is considered to stabilize the complex electrostatically.
In the vicinity of the ligand-accommodating pocket, it was revealed that the side chain of Arg203 forms a hydrogen bond with Glu36 and is not oriented to the 3,5-dinitrocatechol side. Comparison of human catechol O-methyltransferase crystals of the present invention with the three-dimensional structure of known rat catechol O-methyltransferase; S-adenosylmethionine; magnesium ion; and 3,5-dinitrocatechol quaternary complex crystals As a result, in rat catechol O-methyltransferase, the amino acid residue corresponding to Arg203 is hydrophobic methionine, and the side chain of this methionine residue protrudes in the direction of the ligand, In human catechol-O-methyltransferase, as shown in FIG. 2, the side chain of Arg203 is directed in the opposite direction to the ligand to form a hydrogen bond with Glu36, and human catechol-O-methyltransferase is composed of rat rat catechol- O-methyl transfer It was found to have a broad ligand receiving pocket compared to. Such knowledge is revealed for the first time by analyzing the crystal of the quaternary complex of the present invention.
6)S−アデノシルメチオニン収容ポケットの特性化
図3には、本発明のヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼ;S−アデノシルメチオニン;マグネシウムイオン;および3,5−ジニトロカテコール四成分複合体結晶のうち、S−アデノシルメチオニンを収容するポケット近傍の構造を示した。
S−アデノシルメチオニンを収容するポケットを以下のように特性化した。すなわち、QUANTA(アクセルリス社製)を用い、S−アデノシルメチオニンから5Åの範囲内に位置するアミノ酸残基を切り出したところ、以下のアミノ酸残基:Met42、Asn43、Val44、Leu67、Gly68、Ala69、Tyr70、Cys71、Gly72、Tyr73、Ser74、Ile91、Glu92、Ile93、Asn94、Cys97、Gly119、Ala120、Ser121、Gln122、Phe141、Asp143、His144およびTrp145が同定された。
Trp145は、S−アデノシルメチオニンのアデニン環とedge-to-faceの相互作用を起こし安定化していた。同様に、His144はS−アデノシルメチオニンのアデニン環とedge-to-faceの相互作用を形成していた。またIle93の側鎖はS−アデノシルメチオニンのアデニン環の環上に位置し、ファンデルワールス相互作用を成していた。Glu92はS−アデノシルメチオニンのリボース環上の2つの水酸基と水素結合を形成していた。
6) Characterization of S-adenosylmethionine-accommodating pocket Figure 3 shows the human catechol O-methyltransferase of the present invention; S-adenosylmethionine; magnesium ion; and 3,5-dinitrocatechol quaternary complex crystals The structure near the pocket accommodating S-adenosylmethionine was shown.
The pocket containing S-adenosylmethionine was characterized as follows. That is, when QUANTA (manufactured by Accelrys) was used to cut out amino acid residues located within a range of 5 mm from S-adenosylmethionine, the following amino acid residues were: , Tyr70, Cys71, Gly72, Tyr73, Ser74, Ile91, Glu92, Ile93, Asn94, Cys97, Gly119, Ala120, Ser121, Gln122, Phe141, Asp143, His144 and Trp145 were identified.
Trp145 was stabilized by causing an edge-to-face interaction with the adenine ring of S-adenosylmethionine. Similarly, His144 formed an edge-to-face interaction with the adenine ring of S-adenosylmethionine. The side chain of Ile93 was located on the adenine ring of S-adenosylmethionine and made van der Waals interaction. Glu92 formed hydrogen bonds with two hydroxyl groups on the ribose ring of S-adenosylmethionine.
本発明のヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼ;S−アデノシル−L−メチオニン;マグネシウムイオン;およびリガンドの四成分複合体結晶により、ヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼに関する詳細な三次元構造が得られるので、当該結晶は、ヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼ阻害剤の分子設計に極めて有用である。 Since the quaternary complex crystal of human catechol O-methyltransferase of the present invention; S-adenosyl-L-methionine; magnesium ion; and ligand provides a detailed three-dimensional structure for human catechol O-methyltransferase, the crystal Is extremely useful for the molecular design of human catechol O-methyltransferase inhibitors.
Claims (5)
該ヒトカテコールO−メチルトランスフェラーゼが、配列番号1で示されるアミノ酸配列を含み、
該結晶が、空間群P3221を有し、格子定数が、aが50.58ű0.3Å、bが50.58ű0.3Å、cが167.24ű0.4Å、αが90.0°、βが90.0°、γが120.0°に等しい値を有する、結晶。 A crystal of human catechol O-methyltransferase comprising human catechol O-methyltransferase; S-adenosylmethionine; magnesium ion;
The human catechol O-methyltransferase comprises the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1,
The crystal has a space group P3 2 21, and the lattice constants are 50.58Å ± 0.3Å, b is 50.58Å ± 0.3Å, c is 167.24Å ± 0.4Å, and α is 90 A crystal having a value equal to 0.0 °, β equal to 90.0 °, and γ equal to 120.0 °.
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