JP4206420B2 - 核タンパク質/核レセプターの相互作用のインヒビター - Google Patents
核タンパク質/核レセプターの相互作用のインヒビター Download PDFInfo
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Description
EMBO Journal, 15, 6701-6715 Marc Montminy in Nature, 12th June, 1997, 387, 654-655
a)核タンパク質の配列モチーフである第1の領域、
b)該配列モチーフに結合することによって核タンパク質と相互作用することが可能である核レセプターの部分である第2の領域
の間の相互作用を低下させることが可能なインヒビター化合物を同定するにあたり、
その際、核タンパク質は、遺伝子発現の制御に関係するリガンド結合核レセプターと転写開始複合体間の相互作用を担う架橋因子であり、
核レセプターは転写因子であり、
配列モチーフは、標的遺伝子の活性化または抑制のプロセスの一環としてリガンド結合核レセプターに結合する核タンパク質の重要な構造要素であるアミノ酸残基の短配列であり、
i)候補となるインヒビター化合物、
ii)リガンド結合核レセプターまたは前記のb)中で定義した第2の領域を含むその断片、
iii)核タンパク質の配列モチーフを含む核タンパク質断片を使用し、
iv)ii)とiii)間の相互作用の阻害の有無を検出する方法を提供している。
a)核タンパク質上の配列モチーフである第1の領域および
b)配列モチーフへの結合を通じて核タンパク質と相互作用することが可能な核レセプターの一部分である第2の領域
の間の相互作用を低下させるにあたり、核レセプターおよび核タンパク質の存在下にインヒビターを添加し、その際インヒビターが、核タンパク質の第1の領域と核レセプターの第2の領域間の相互作用を低下させることを特徴とする方法を提供することである。
アラニン Ala A
アルギニン Arg R
アスパラギン Asn N
アスパラギン酸 Asp D
システイン Cys C
グルタミン酸 Glu E
グルタミン Gln Q
グリシン Gly G
ヒスチジン His H
イソロイシン Ile I
ロイシン Leu L
リジン Lys K
メチオニン Met M
フェニルアラニン Phe F
プロリン Pro P
セリン Ser S
トレオニン Thr T
トリプトファン Trp W
チロシン Tyr Y
バリン Val V
任意のアミノ酸 Xaa X
点突然変異を以下のように示す:天然アミノ酸(1単語の用語を使用する)、位置、新しいアミノ酸。例えば"L636A"は、位置636番目のロイシン(L)がアラニン(A)に変わったことを示す。多数の突然変異は、大括弧間に示す。
核レセプターと核タンパク質間の相互作用部位のマッピング
140kDaのレセプター相互作用タンパク質(RIP140)が直接、該タンパク質のN−末端およびC−末端に位置する少なくとも2個の特異的部位によってNRに結合することは以前に立証されている21。これらの相互作用部位をより詳細にマッピングするために、2ハイブリッド系でのNRとの相互作用のためにフレーム内で異種のDBDと融合された一連の20種の異なるRIP140コーディング配列のPCR合成断片を試験した。異なる構成がRIP140配列の1158アミノ酸全体に及ぶが、2個を除く全てはERとのリガンド依存性相互作用を示し、その際、重複していない5種のRIP140配列を含む。最短の相互作用断片の比較によって、全ての相互作用断片に共通の短いモチーフ(LXXLL)を同定した。合計でRIP140配列中に該モチーフが9種類同定されたが、該モチーフは本明細書の試験において結合活性を有さない断片には存在しない。
配列モチーフの突然変異による分析
機能的相互作用を観察するために必要な配列の制約を決定するために、1種のRIP140モチーフ(アミノ酸935〜945;図1b)の部分突然変異による分析を実施した。ウエスタンブロット分析は野生型および変異型の融合タンパク質(データは示してない)の発現において大きな変化を示さないが、バリン935からアラニンへの突然変異は、リガンドの存在下でリポーター活性の約10倍の低下を惹起し、その際、RIP140中の9種のLXXLLモチーフの7種において第1のアミノ酸が疎水性であるとの観察と組み合わせて、この部位においては疎水性残基が有利であると示される。顕著には、3個の保存されているロイシン残基L936、L939またはL940の任意の1個のアラニンへの突然変異は、ERのLBDへの結合(図1b)およびRAR(データ示さず)のLBDへの結合の完全な低下を引き起こし、その際、NRとの相互作用を媒介するために重要であると強調される。反対に、L941(このモチーフ間で保存されていない;図3a参照)のアラニンへの突然変異は、この配列のERのLBDに結合する能力に影響を与えない。保存されているロイシン残基とバリンとの置換はL936では許容されるが、L939またはL940では許容されず、その際、疎水的性質だけではERとの相互作用を維持するのに十分でないと示している(図1b)。アミノ酸K937、Q938、S942およびE943においては、これらが同定したモチーフ中に保存されないような突然変異誘発は実施されない(図3a参照)。
核タンパク質中の配列モチーフの分析
リガンド依存性転写活性を誘導するステロイドレセプターのコアクチベーターSRC1は、元来196アミノ酸のC−末端3によってプロゲステロンレセプターと相互作用することができるタンパク質をコードする部分cDNAとして同定された。8種のほとんどのC−末端アミノ酸はLXXLLコンセンサスを有し、まさにこの配列(DBD−SRC1a 1434〜1441)がERへの強いリガンド誘起性結合を示すが、ERのH12変異型(図1a)に対しては示さないと記載した。その後の研究によって、マウスからの全長SRC1(SRC1a)(1459アミノ酸)4,5およびヒト組織からのSPC1(1441アミノ酸)が同定されている。マウスおよびヒトのSRC1aタンパク質の両者は多数のNRと相互作用し、残基569〜7895および570〜780間にそれぞれ付加的な相互作用領域を有している。3種のLXXLLモチーフがヒトSRC1aの中心相互作用ドメイン中で同定され(図3aおよび図3b参照)、これらそれぞれは2−ハイブリッドアッセイにおいてER(図1a)およびRAR(データ示さず)の両者にリガンド依存性結合を示すが、ERのH12変異型にはリガンド依存性結合を示さない。興味のあることに、SRC1aの中心ドメイン中の3個のモチーフの配列および相対位置は関連のコアクチベータータンパク質である転写介在因子2(Transcripional Intermediary Factor 2)(TIF2)(図3a+b)に保存されており、NR6に結合すると知られているTIFの領域に一致する。しかしながら、SRC1aと異なって、TIF2はそのC−末端において欠失がある。更に、SRC1はLXXLLコンセンサスに相応する3個の他の配列を有すると記載した。残基45〜53におけるモチーフはPhdプログラムによってα−ヘリックスであると予想され、かつこれらはSRC1a5における基本的なヘリックス−ループ−ヘリックスドメイン内に存在するが、これらは酵母2−ハイブリッドアッセイにおいてはリガンド結合ER(図1a)またはRAR(示さず)と非常に弱い相互作用(6倍)を示すだけである。これはSRC1のN−末端に関連する強いNR−活性の不在が観察されることに一致する。残基111〜118および912〜920の両者中の他の2種のモチーフはプロリン残基を有し、Phdプログラムによってα−ヘリックス構造が認められそうもない。確かに、これらの配列は本発明の結合アッセイ(図1a)においてはNRとの検出可能な相互作用は示さず、このことはLXXLL配列のNRに対する結合のために適当な第2構造に関する選択を示唆している。
NRへのコアクチベータータンパク質の結合は配列モチーフに依存する。
2−ハイブリッド相互作用アッセイ
全ての2−ハイブリッドアッセイのために使用される酵母リポーター株は、3種のエストロゲンレスポンスエレメント(ERE)29によって作動するlacZリポーター遺伝子を有するプラスミドpRLΔ21−U3EREを有するW303−1B(HMLαMATα
HMRahis3−11、15 trp1−1 ade2−1 can1−100 leu2−3、11、ura3)である。ヒトのERのDNA結合ドメイン(DBD)およびVP16酸性活性化ドメイン(AAD)をそれぞれ発現30するプラスミドpBL1およびpASV3を、2−ハイブリッド相互作用分析のためにDBDまたはAAD融合タンパク質を産生させるために使用した。DBD−LXXLLモチーフ融合タンパク質を、pBL1ベクター中へのアニーリングしたリン酸化オリゴヌクレオチドのライゲーションによって産出した。AAD−ERをヒトのERのアミノ酸282〜595をコードするPCRフラグメントをpASV3にクローニングすることによって構築した。AAD−ER変異型は通常の方法で、但しアミノ酸M543およびL544またはERを組み換えPCR(recombinant PCR)によってアラニンに変異させて構築した。全ての融合構成物を完全に配列決定した。所望のプラスミドを有している組換体を適当なプラスミドマーカーに関する選択によって得、10−7Mの17−β−エストラジオール(E2)の存在または不在において選択培地(1%グルコースならびに適当なサプリメントを含有するイースト窒素ベース)15ml中で後期の対数期まで生育した。
試験管内の結合およびペプチド阻害アッセイ
GST−AF2はグルタチオン−S−トランスフェラーゼと融合したマウスのER(アミノ酸313〜599)のリガンド結合ドメインからなり、以前から記載されている31。GST−CBPは、CBPのSRC1結合ドメインと融合したGSTからなり、マウスのCBPの残基2058〜2163をコードするPCR断片をベクターpGEX2TK(ファルマシア)にクローニングすることによって構築した。ヒトのSRC1aおよびSRC1eのcDNAをヒトのB細胞のcDNAライブラリーから単離し、発現ベクターpSG5の改変型にクローニングした。SRC1aM1234およびSRC1eM123を組み換えPCRによって構築し、突然変異[L636A、L637A、L693A、L694A、L752A、L753A、L1438A、L1439A]または[L636A、L637A、L693A、L694A、L752A、L753A]をそれぞれ導入した。全てのSRC1構成物を完全に配列決定した。GST−SEPHAROSETMビーズに細菌細胞不含の抽出物から調製したGST単独またはGST融合タンパク質を負荷させた。[35S]標識したSRC1タンパク質を生体内翻訳によって産生し、以前に記載されているように10−6Mのエストラジオール(E2)の存在または不在下にGSTタンパク質との相互作用に関して試験した。結合は3時間、4℃で緩慢に撹拌しながらプロテアーゼインヒビターを含有するNETN緩衝液(100mMのNaCl、1mMのEDTA、0.5%のNP−40、20mMのトリス塩酸、pH8.0)中で最終容量1mlで実施した。ペプチドP−1およびP−2を水中に濃度4mg/mlで溶解させ、かつGST結合反応に添加してから直ちにリガンドを添加した。競合試験で添加したペプチドの増加量は2.5、5、12.5および25μMに一致する。
一過性リポーターアッセイ
Hela細胞を、リポーター2ERE−pS2−CAT321μg、β−ガラクトシダーゼ発現プラスミド(内部コントロール)150ng、ER発現プラスミド10ngならびにSRC1発現プラスミドまたは空のベクター50ngもしくは200ngを全く同様に24ウェルプレートの1ウェルあたりに使用して形質移入させた。形質移入した細胞をフェノールレッド不含でありかつ10%の活性炭処理したFBSを含有するダルベッコ改変イーグル培地中で一晩インキュベートし、新しい培地で洗浄してからリガンド(10−8ME2)またはビヒクル(vehicle)を添加した。40時間後に細胞を回収し、抽出物をCATおよびβ−ガラクトシダーゼ活性に関して分析した14,21。β−ガラクトシダーゼ活性を形質移入効率の差異に関する調整に使用した。
医薬品組成物
以下にペプチドインヒビターを含有する代表的な医薬品剤形を示す、かつこれらは治療のために使用することができる。
ペプチドP−1 5.0mg
酢酸ナトリウム三水和物 6.8mg
塩化ナトリウム 7.2mg
Tween20 0.05mg
を溶液1mlあたりに含有する注射用の無菌水溶液。
コアクチベーターの配列モチーフとNRとの相互作用の強度は正確なモチーフ配列に依存して変化する。
GAATTCCTGCAGCCCGGGGTCGACACTAGTTAACTAGCGGCCGC
このポリリンカーはLexAのカルボキシ末端にアミノ酸EFLQPGVDTS(SEQ ID NO:80)を付加する。このリンカーの末端にあるNotI部位はS.cerevisiaeのADH1遺伝子の転写終結因子領域を含むDNA断片に結合する。この断片はプラスミドpADNS(Colicelli et al, 1989)からの0.6kbのNotI−BamHIである。
AAGCTTCCACCATGGTGCCAAAGAAGAAACGTAAAGTT(SEQ ID NO:78)がある。
TCTAGACTGCAGACTAGTAGATCTCCCGGGGCGGCCGC(SEQ ID NO:79)がある。
(1)一般的情報:
(i)出願人:
(A)名称:インペリアル キャンサー リサーチ テクノロジー リミテッド
(B)町:サルディニアハウス、サルディニアストリート
(C)市:ロンドン
(D)州:イギリス
(E)国:英国
(F)郵便コード:WC2A 3NL
(G)電話:0171 242 1136
(H)テレファックス:0171 831 4991
(ii)発明の名称:核タンパク質/核レセプターの相互作用のインヒビター
(iii)配列の数:79
(iv)コンピューター読み取り可能形:
(A)媒体型:フロッピーディスク
(B)コンピューター:IBM PC コンパチブル
(C)オペレーティングシステム:PC−DOS/MS−DOS
(D)ソフトウェア:パテント イン リリース #1.0、バージョン #1.30(EPO)
(vi)優先権データ
(A)出願番号:GB9708676.3
(B)優先日:1997年4月30日
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Claims (12)
- a)核タンパク質の配列モチーフである第1の領域および
b)前記の配列モチーフに結合することにより核タンパク質との相互作用を可能にする核レセプターの一部である第2の領域間の相互作用を低下させることを可能にするインヒビター化合物を同定する方法において、
核タンパク質は遺伝子発現の制御に関係するリガンド結合核レセプターおよび転写開始複合体間の相互作用の役割を担う架橋因子であり、
核レセプターは転写因子であり、
配列モチーフは標的遺伝子の活性化または抑制のプロセスの一部としてリガンド結合核レセプターに結合する核タンパク質の重要な構造要素である短いアミノ酸配列であり、かつ配列モチーフはB 1 XXLL(式中B 1 は任意の天然疎水性アミノ酸であり、Lはロイシンであり、かつXは独立に任意の天然アミノ酸である)であり、その際
i)候補となるインヒビター化合物、
ii)リガンド結合核レセプターまたはこの請求項中の前記のb)で定義した第2の領域を有するその断片、
iii)核タンパク質の配列モチーフを有する断片を使用し、かつ
iv)ii)およびiii)間の相互作用の阻害の存在または不在を検出することを特徴とする、インヒビター化合物の同定方法。 - B1 はロイシンまたはバリンである請求項1記載の方法。
- B1はロイシンである請求項2記載の方法。
- 配列モチーフが更にB2B1XXLL(式中、B2は疎水性アミノ酸である)である請求項1から3までのいずれか1項記載の方法。
- B2はイソロイシン、ロイシン、メチオニン、フェニルアラニン、トリプトファン、チロシンおよびバリンからなる群から選択される請求項4記載の方法。
- 核タンパク質はコアクチベーターである請求項1から5までのいずれか1項記載の方法。
- コアクチベーターはRIP140、SRC−1、TIF2、CBP、p300、TIF1、Trip1、Trip2、Trip3、Trip4、Trip5、Trip8、Trip9、p/CIP、ARA70およびTrip230からなる群から選択される請求項6記載の方法。
- 転写因子はステロイドホルモンレセプターである請求項1から5までのいずれか1項記載の方法。
- ステロイドホルモンレセプターはエストロゲンレセプター、プロゲステロンレセプター、アンドロゲンレセプターおよびグルココルチコイドレセプターからなる群から選択される請求項8記載の方法。
- ステロイドホルモンレセプターはエストロゲンレセプターである請求項9記載の方法。
- 方法は2−ハイブリッドアッセイ系の形である請求項1から10までのいずれか1項記載の方法。
- 候補となるインヒビターは請求項1から5までのいずれか1項記載の配列モチーフに基づくペプチドライブラリーの形である請求項1から11までのいずれか1項記載の方法。
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