JPH11152298A - Specific inhibitor for phosphorylase ii dependent to calmodulin - Google Patents

Specific inhibitor for phosphorylase ii dependent to calmodulin

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JPH11152298A
JPH11152298A JP33635197A JP33635197A JPH11152298A JP H11152298 A JPH11152298 A JP H11152298A JP 33635197 A JP33635197 A JP 33635197A JP 33635197 A JP33635197 A JP 33635197A JP H11152298 A JPH11152298 A JP H11152298A
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康 茂里
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吉郎 達
Koichi Kamigaki
浩一 上垣
Noboru Yumoto
昇 湯元
Atsuhiko Ishida
敦彦 石田
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勇 亀下
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Takako Kitani
隆子 木谷
Hitoshi Fujisawa
仁 藤澤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inhibitor having a strong and specific inhibiting action against calmodulin-dependent phosphorylase II and capable of being used as a tool useful for elucidating physiological functions related to the enzyme. SOLUTION: A peptide having an amino acid sequence of the formula: Lys- Lys-X-Leu-Arg-Arg-Glu-Glu-Ala-Phe-Asp-Ala-Tyr (X is Ala or Lys). The inhibitor against calmodulin-dependent phosphorylase II contains the peptide.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、カルモジュリン依
存性リン酸化酵素IIに対して選択的かつ強力な阻害活性
を示すペプチドに関する。更に本発明はカルモジュリン
依存性リン酸化酵素IIに対する優れた特異的阻害剤に関
する。本発明の阻害剤によれば、該カルモジュリン依存
性リン酸化酵素IIを介する各種の生理機能の解明に大い
に役立つものと期待される。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a peptide showing a selective and potent inhibitory activity on calmodulin-dependent kinase II. Furthermore, the present invention relates to an excellent specific inhibitor for calmodulin-dependent kinase II. The inhibitor of the present invention is expected to be very useful for elucidating various physiological functions mediated by the calmodulin-dependent kinase II.

【0002】[0002]

【従来の技術】カルモジュリン依存性リン酸化酵素II
(CaMキナーゼII:CaMKII)は、1980年にラ
ット脳において神経伝達物質の一つであるセロトニン生
合成の律速酵素であるトリプトファンヒドロキシラーゼ
を活性化する、新しいタイプのカルモジュリン依存性リ
ン酸化酵素として発見された酵素である。最近の研究の
進展に伴い、本酵素が記憶などの高次神経機能の制御や
種々の細胞機能の調節に重要な役割を果たしていること
が明らかにされてきている。本酵素は、1)脳に多量に
存在する、2)可溶型と顆粒結合型がある、3)基質特
異性が広い、4)臓器特異性アイソフォ−ムが存在す
る、5)自己リン酸化によって活性を制御する、などの
際だった特徴を備えている。特に当該酵素は、脳神経系
において、神経伝達物質の生合成、神経伝達物質の放
出、記憶の基本原理と考えられている長期増強作用、記
憶、特に空間記憶などに関与していることが示唆されて
いる。
BACKGROUND OF THE INVENTION Calmodulin-dependent kinase II
(CaM kinase II: CaMKII) was discovered in 1980 as a new type of calmodulin-dependent kinase that activates tryptophan hydroxylase, the rate-limiting enzyme of serotonin biosynthesis, in the rat brain. The enzyme was used. With the progress of recent research, it has been revealed that this enzyme plays an important role in the control of higher nerve functions such as memory and the regulation of various cell functions. This enzyme is 1) abundant in the brain, 2) soluble and granule-bound, 3) has broad substrate specificity, 4) has organ-specific isoforms, 5) autophosphorylates It has outstanding features such as controlling the activity by. In particular, it is suggested that the enzyme is involved in the biosynthesis of neurotransmitters, release of neurotransmitters, long-term potentiation that is considered to be the basic principle of memory, memory, especially spatial memory, etc. ing.

【0003】このため、かかるカルモジュリン依存性リ
ン酸化酵素IIの生体内での機能をさらに解明するために
はこれに対する選択的かつ強力な阻害剤が極めて有用で
あり、かかる阻害剤は該酵素の生理機能の解明に強力な
ツ−ルとなるものと考えられる。
[0003] Therefore, in order to further elucidate the function of calmodulin-dependent kinase II in vivo, a selective and potent inhibitor of calmodulin-dependent kinase II is extremely useful. It is considered to be a powerful tool for elucidating functions.

【0004】このような観点から現在開発されているカ
ルモジュリン依存性リン酸化酵素IIの代表的な阻害剤と
しては、非ペプチド性のKN62、KN93や、カルモ
ジュリン依存性リン酸化酵素IIのN−領域にある自己阻
害ドメインに由来する数々の合成ペプチド〔たとえば、
CaMK(281-302Ala286)(アミノ酸配列:MHRQE
AVDCLKKFNARRKLKGA)〕などがある。
しかし、KN62、KN93はカルモジュリン結合部位
を阻害することにより阻害活性を発揮するため、他のカ
ルモジュリン依存性リン酸化酵素をも阻害する結果、特
異性を有しないという問題があり、更にアッセイ系のカ
ルモジュリンの濃度いかんによって阻害活性が低くなる
という短所がある。また、CaMK(281-302Ala286)等
の自己阻害ドメイン由来の合成ペプチドについては、従
来からさまざまな生理学的実験に用いられてきてはいる
ものの、最近、阻害力が低く特異性に問題があるという
指摘がなされている(Proc. Natl. Acad. Sci. USA vo
1.91 (1994) 4761-4765)。
[0004] Representative inhibitors of calmodulin-dependent kinase II currently being developed from such a viewpoint include non-peptide KN62 and KN93 and the N-region of calmodulin-dependent kinase II. Numerous synthetic peptides derived from certain autoinhibitory domains (e.g.,
CaMK (281-302Ala286) (amino acid sequence: MHRQE
AVDCLKKFNARRKLKGA)].
However, since KN62 and KN93 exert their inhibitory activity by inhibiting the calmodulin binding site, they also inhibit other calmodulin-dependent kinases, resulting in a lack of specificity. There is a disadvantage that the inhibitory activity is reduced depending on the concentration of the. In addition, although synthetic peptides derived from an autoinhibitory domain such as CaMK (281-302Ala286) have been used in various physiological experiments, they have recently been reported to have low inhibitory power and a problem in specificity. (Proc. Natl. Acad. Sci. USA vo
1.91 (1994) 4761-4765).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、カルモジュ
リン依存性リン酸化酵素IIが関与する生理機能の解明に
有用なツールとなる、該酵素に対する強力でしかも特異
性の高い阻害剤を提供することを目的とする。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention provides a powerful and highly specific inhibitor of calmodulin-dependent kinase, which is a useful tool for elucidating physiological functions involving the enzyme. With the goal.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、従来の実
情を踏まえて、公知阻害剤よりも一層カルモジュリン依
存性リン酸化酵素IIに対する阻害活性が強く、しかも特
異性に優れた阻害剤を開発すべく日夜研究を重ねていた
ところ、autocamtide-2 の特定部位の3乃至4個のアミ
ノ酸を他のアミノ酸で置換してなるペプチドが、上記目
的に適う阻害剤であることを見出して、本発明を開発す
るに至った。
Means for Solving the Problems In view of the conventional circumstances, the present inventors have developed an inhibitor which has a stronger inhibitory activity on calmodulin-dependent kinase II than known inhibitors and which has excellent specificity. While conducting day and night research for the purpose of development, we found that a peptide obtained by substituting 3 to 4 amino acids at a specific site of autocamtide-2 with another amino acid was an inhibitor suitable for the above purpose. The invention has been developed.

【0007】なお、本発明者らは、既にautocamtide-2
の9番目のアミノ酸(スレオニン)をアラニンで置換す
ることによって調製される autocamtide-2 related inh
ibitory peptide(以下、AIPという。アミノ酸配
列:KKALRRQEAVDAL)が、カルモジュリン
依存性リン酸化酵素IIに対して強力でかつ特異性の高い
阻害活性を有することを見出しているが (Biochemical
and Biophysical Research Communication vo1.212, N
o.3 (1995) 806-812)、本発明の阻害剤は、該AIPに
も増して一層阻害活性に優れるものである。
The present inventors have already proposed autocamtide-2.
Autocamtide-2 related inh prepared by substituting the 9th amino acid (threonine) with alanine
It has been found that the ibitory peptide (hereinafter referred to as AIP; amino acid sequence: KKALRRQEAVDAL) has a potent and highly specific inhibitory activity against calmodulin-dependent kinase II (Biochemical).
and Biophysical Research Communication vo1.212, N
o.3 (1995) 806-812), the inhibitor of the present invention is more excellent in inhibitory activity than the AIP.

【0008】すなわち、本発明は、下式 Lys-Lys-X-Leu-Arg-Arg-Gln-Glu-Ala-Phe-Asp-Ala-Tyr (1) (式中、XはAlaまたはLysである。)で示されるアミノ
酸配列を有するペプチドである。
That is, the present invention relates to the following formula: Lys-Lys-X-Leu-Arg-Arg-Gln-Glu-Ala-Phe-Asp-Ala-Tyr (1) wherein X is Ala or Lys. )).

【0009】また、本発明は、上記式(1)で示される
アミノ酸配列を有するペプチドを含有するカルモジュリ
ン依存性リン酸化酵素IIに対する阻害剤である。
Further, the present invention is an inhibitor for calmodulin-dependent kinase II containing a peptide having the amino acid sequence represented by the above formula (1).

【0010】なお、本明細書におけるアミノ酸、ペプチ
ド等の略号による表示は、IUPAC、IUBの規定、
「塩基配列又はアミノ酸配列を含む明細書等の作成のた
めのガイドライン」(特許庁編)及び当該分野における
慣用記号に従うものとする。
[0010] In the present specification, abbreviations of amino acids, peptides, and the like are used to refer to IUPAC and IUB regulations,
The guidelines shall be in accordance with “Guidelines for Preparing Specifications and the Like Containing Base Sequence or Amino Acid Sequence” (edited by the Patent Office) and conventional symbols in the relevant field.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明のペプチドは、式 Lys-Lys-X-Leu-Arg-Arg-Gln-Glu-Ala-Phe-Asp-Ala-Tyr (1) で示される特定のアミノ酸配列を有することを特徴とす
る。ここで、XはAlaまたはLysのいずれでもよく、本発
明においてAlaを有するペプチドをV10F−AIPと、
またLysを有するペプチドをA3K/V10F−AIPと称
する。カルモジュリン依存性リン酸化酵素II(CaMK
II)に対する阻害活性の高さから、好ましくは、Xとし
てLysを有するA3K/V10F−AIPである。なお、本
発明のペプチドは、上記特定のアミノ酸配列を有する限
度において、そのC末端又はN末端のいずれか少なくと
も一方に1乃至数個のアミノ酸を有していてもよい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The peptide of the present invention has a specific amino acid sequence represented by the formula Lys-Lys-X-Leu-Arg-Arg-Gln-Glu-Ala-Phe-Asp-Ala-Tyr (1). It is characterized by having. Here, X may be either Ala or Lys. In the present invention, a peptide having Ala is referred to as V10F-AIP,
The peptide having Lys is referred to as A3K / V10F-AIP. Calmodulin-dependent kinase II (CaMK
From the viewpoint of high inhibitory activity against II), A3K / V10F-AIP having Lys as X is preferable. The peptide of the present invention may have one to several amino acids at least at one of the C-terminus and the N-terminus as long as the peptide has the specific amino acid sequence.

【0012】本発明のペプチドは、Ca2+/CaM依存
性プロテインキナーゼ(CaMキナーゼ)と呼ばれる一
群の酵素に属するカルモジュリン依存性リン酸化酵素II
(CaMキナーゼII:CaMKII)の活性を強く阻害す
る性質を有し、そのIC50値は、実施例1で詳述する条
件において、V10F−AIPが約8nMであり、A3K
/V10F−AIPが約4.1nMである。
The peptide of the present invention is a calmodulin-dependent kinase II belonging to a group of enzymes called Ca 2+ / CaM-dependent protein kinase (CaM kinase).
Have the property of activating the strong inhibition of: (CaM kinase II CaMKII), its an IC 50 value, the conditions detailed in Example 1, V10F-AIP is about 8 nM, A3K
/ V10F-AIP is about 4.1 nM.

【0013】また後述するように、本発明のペプチド
は、CaMKIIと同様に多機能性CaMキナーゼに属す
るカルモジュリン依存性リン酸化酵素IV(CaKMI
V)、またcyclicAMP依存性リン酸化酵素(触媒サブ
ユニット)(PKA)及びプロテインキナーゼC(PK
C)の活性に対しては、CaMKIIの活性をほぼ完全に
阻害する濃度の約10倍に相当する1μM濃度でも全く
影響を及ぼさず、CaMKIIに対して選択的・特異的な
阻害活性を有している。
As will be described later, the peptide of the present invention is a calmodulin-dependent kinase IV (CaKMI) belonging to a multifunctional CaM kinase like CaMKII.
V), cyclic AMP-dependent kinase (catalytic subunit) (PKA) and protein kinase C (PK
The activity of C) has no effect even at a concentration of 1 μM, which is about 10 times the concentration that almost completely inhibits the activity of CaMKII, and has a selective and specific inhibitory activity on CaMKII. ing.

【0014】このため、本発明のペプチドは、CaMK
II対する優れた阻害剤であり、CaMKIIの生理機能の
解明に極めて有用なツールとして有用である。すなわ
ち、本発明は、上記ペプチドのCaMKIIに対する強力
かつ高い選択性を有する阻害剤としての用途をも提供す
るものである。
For this reason, the peptide of the present invention comprises CaMK
It is an excellent inhibitor of II and is useful as an extremely useful tool for elucidating the physiological function of CaMKII. That is, the present invention also provides use of the above peptide as an inhibitor having a strong and high selectivity for CaMKII.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいてより詳細に
説明する。但し、当該実施例はなんら本発明の技術的範
囲を制限するものではなく、当業者は本明細書の記載に
基づいて容易に本発明に修飾、変更を加えることがで
き、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in more detail with reference to embodiments. However, the examples do not limit the technical scope of the present invention in any way, and those skilled in the art can easily modify or change the present invention based on the description of the present specification, and any of them can Included in the technical scope of the invention.

【0016】実施例1 カルモジュリン依存性リン酸
化酵素IIに対する阻害活性 本発明の2種類のペプチド(Lys-Lys-Ala-Leu-Arg-Arg-
Gln-Glu-Ala-Phe-Asp-Ala-Tyr:V10F-AIP;Lys-Ly
s-Lys-Leu-Arg-Arg-Gln-Glu-Ala-Phe-Asp-Ala-Tyr:A3
K/V10F-AIP)のそれぞれの存在下でカルモジュリ
ン依存性リン酸化酵素II(CaMKII)の活性を測定す
ることによって、各ペプチドのCaMKIIに対する阻害
活性を調べた。なお、両ペプチドは、ペプチド固相合成
機PSSM8(島津製作所製)を用いてfmocペプチド合成法
により合成し、常法に従って逆相高速液体クロマトグラ
フィーによって精製することにより調製した。
Example 1 Inhibitory activity on calmodulin-dependent kinase II Two kinds of peptides of the present invention (Lys-Lys-Ala-Leu-Arg-Arg-
Gln-Glu-Ala-Phe-Asp-Ala-Tyr: V10F-AIP; Lys-Ly
s-Lys-Leu-Arg-Arg-Gln-Glu-Ala-Phe-Asp-Ala-Tyr: A3
The inhibitory activity of each peptide on CaMKII was determined by measuring the activity of calmodulin-dependent kinase II (CaMKII) in the presence of K / V10F-AIP). In addition, both peptides were synthesized by the fmoc peptide synthesis method using a peptide solid phase synthesizer PSSM8 (manufactured by Shimadzu Corporation) and purified by reversed-phase high performance liquid chromatography according to a conventional method.

【0017】CaMKIIの酵素活性の測定は、[γ−32
P]ATPの存在下で該酵素を合成ペプチドsyntide-2
(アメリカンペプチドカンパニー社製)と30℃で反応
させ、1分間あたりにsyntide-2に取り込まれた
32P]リン酸の量を測定することにより行い、かかる
反応系において上記ペプチド(V10F-AIP、A3K/V10F-AI
P)を存在させることによって生じる酵素活性の低下か
ら、該ペプチドの阻害活性を評価した。なお、syntide-
2への[32P]リン酸の取り込み量は、ホスホセルロー
スペーパーを用いる Roskoskiの方法(Methods. Enzymo
l. 99, 3-6 (1983))に従って測定した。
The measurement of the enzymatic activity of CaMKII was performed using [γ- 32
[P] In the presence of ATP, the enzyme was synthesized with the synthetic peptide syntide-2.
(American Peptide Company) at 30 ° C., and measuring the amount of [ 32 P] phosphoric acid incorporated into syntide-2 per minute. In this reaction system, the above peptide (V10F-AIP , A3K / V10F-AI
The inhibitory activity of the peptide was evaluated from the decrease in enzyme activity caused by the presence of P). In addition, syntide-
[ 32 P] phosphate incorporation into Roskoski's method using phosphocellulose paper (Methods. Enzymo
l. 99, 3-6 (1983)).

【0018】用いた酵素活性測定反応液の組成は、40
mM HEPES−NaOH(pH8.0)、5mM
酢酸マグネシウム、40μM syntide-2、50μM
[γ-32P]ATP、0.01% Tween40、0.3
mM CaCl2、1μM カルモジュリン、0.1m
M EGTA、各種濃度のペプチド(V10F-AIPまたはA3
K/V10F-AIP)であり、この反応液にCaMKIIを0.3
054μg/ml添加して、反応を開始した。なお、C
aMKIIは、J. Biochem. 115, 1075-1082 (1994)の記
載に従って、ラット大脳皮質から単離精製したものを用
いた。
The composition of the reaction solution for measuring the enzyme activity used was 40
mM HEPES-NaOH (pH 8.0), 5 mM
Magnesium acetate, 40 μM syntide-2, 50 μM
[Γ- 32 P] ATP, 0.01% Tween40, 0.3
mM CaCl 2 , 1 μM calmodulin, 0.1 m
M EGTA, various concentrations of peptide (V10F-AIP or A3
K / V10F-AIP), and CaMKII was added to this reaction solution at 0.3.
The reaction was started by adding 054 μg / ml. Note that C
aMKII used was isolated and purified from rat cerebral cortex as described in J. Biochem. 115, 1075-1082 (1994).

【0019】結果を、V10F-AIPについて図1に、
またはA3K/V10F-AIPについて図2に示す。この
結果からわかるように、本発明のペプチド(V10F-A
IP、A3K/V10F-AIP)は、それぞれCaMKIIを
濃度依存的に阻害した。該酵素の活性を50%阻害する
のに必要なペプチド濃度(IC50値)は、V10F-AI
Pについては8nM、A3K/V10F-AIPについては
4.1nMであった。
FIG. 1 shows the results for V10F-AIP.
Alternatively, FIG. 2 shows A3K / V10F-AIP. As can be seen from the results, the peptide of the present invention (V10F-A
IP and A3K / V10F-AIP) inhibited CaMKII in a concentration-dependent manner. The peptide concentration (IC 50 value) required to inhibit the activity of the enzyme by 50% was V10F-AI
It was 8 nM for P and 4.1 nM for A3K / V10F-AIP.

【0020】かかるIC50値から、本発明のペプチド
は、従来公知の阻害剤であるCaMK(281-302Ala286)
(IC50値=2μM)及びKN93(IC50値=20μ
M)に比して、500〜5000倍もCaMKIIに対す
る阻害活性が高いことが分かる。
From these IC 50 values, the peptide of the present invention can be identified as CaMK (281-302Ala286), a known inhibitor.
(IC 50 value = 2 μM) and KN93 (IC 50 value = 20 μM)
It can be seen that the inhibitory activity on CaMKII is 500 to 5000 times higher than that of M).

【0021】また、AIP(IC50値=40nM)に比
べても5〜10倍も阻害活性が高く、本発明のペプチド
がカルモジュリン依存性リン酸化酵素IIに対して極めて
高い阻害活性を有することが明らかになった。
Further, the inhibitory activity is 5 to 10 times higher than that of AIP (IC 50 value = 40 nM), indicating that the peptide of the present invention has extremely high inhibitory activity on calmodulin-dependent kinase II. It was revealed.

【0022】実施例2 反応特異性 実施例1と同様な方法で、本発明のペプチド(V10F-
AIP、A3K/V10F-AIP)の存在下で、カルモジュ
リン依存性リン酸化酵素II(CaMKII)の他、カルモ
ジュリン依存性リン酸化酵素IV(CaMKIV)、cyclic
AMP依存性リン酸化酵素(触媒サブユニット)(PK
A)及びプロテインキナーゼC(PKC)といった各種
のセカンドメッセンジャーを介する多機能性キナーゼに
ついてのそれぞれ酵素活性を測定することにより、本発
明のペプチドによる活性阻害がCaMKIIに対して選択
的なものかどうかを調べた。
Example 2 Reaction specificity In the same manner as in Example 1, the peptide of the present invention (V10F-
In the presence of AIP, A3K / V10F-AIP), in addition to calmodulin-dependent kinase II (CaMKII), calmodulin-dependent kinase IV (CaMKIV), cyclic
AMP-dependent kinase (catalytic subunit) (PK
By measuring the enzymatic activity of each of the multifunctional kinases via various second messengers such as A) and protein kinase C (PKC), it was determined whether the inhibition of the activity by the peptide of the present invention was selective for CaMKII. Examined.

【0023】なお、用いた酵素活性測定反応液の組成は
次の通りである。
The composition of the reaction solution for measuring the enzyme activity used is as follows.

【0024】(1)CaMKII: 実施例1と同じ (2)CaMKIV:40mM HEPES−NaOH(p
H8.0)、5mM 酢酸マグネシウム、100μM
syntide-2、50μM [γ-32P]ATP、2mM D
TT、0.2mM CaCl2、0.84μM カルモ
ジュリン、0.1mM EGTA、各種濃度のペプチド
(V10F-AIPまたはA3K/V10F-AIP)、3.46μg/ml
のカルモジュリン依存性リン酸化酵素IV(CaMKIV) (3)PKA:40mM Mes−NaOH(pH7.
0)、5mM 酢酸マグネシウム、100μM syntid
e-2、50μM [γ-32P]ATP、0.01% Tw
een20、各種濃度のペプチド(V10F-AIPまたはA3K/V1
0F-AIP)、0.8μg/mlのcyclicAMP依存性リン
酸化酵素(触媒サブユニット)(PKA) (4)PKC:40mM HEPES−NaOH(pH
8.0)、10mM 酢酸マグネシウム、100μM
syntide-2、50μM [γ-32P]ATP、0.35m
M CaCl2、0.01% Tween20、2μg/
ml 1,2-dioleoyl-rac-glycerol、20.2μg/m
l ホスファチジルセリン、0.1mM EGTA、各
種濃度のペプチド(V10F-AIPまたはA3K/V10F-AIP)、
0.328μg/mlのプロテインキナーゼC(PK
C) V10F-AIPについての結果を図3に、またはA3K/
V10F-AIPについての結果を図4に示す。この結果
からわかるように、カルモジュリン依存性リン酸化酵素
IV、cyclicAMP依存性リン酸化酵素(PKA)及びプ
ロテインキナーゼC(PKC)は、いずれも本発明のペ
プチドの存在(1μM)によって殆どその活性に影響を
受けることがなかった。本発明のペプチドは、上記濃度
の1/10に相当する0.1μMの濃度でほぼ完全にCaM
KIIの活性を阻害することから(図3、図4)、該ペプ
チドがCaMKIIに対して極めて選択性の高い阻害剤で
あることが分かる。
(1) CaMKII: same as in Example 1 (2) CaMKIV: 40 mM HEPES-NaOH (p
H8.0), 5 mM magnesium acetate, 100 μM
syntide-2, 50 μM [γ- 32 P] ATP, 2 mM D
TT, 0.2 mM CaCl 2 , 0.84 μM calmodulin, 0.1 mM EGTA, various concentrations of peptide (V10F-AIP or A3K / V10F-AIP), 3.46 μg / ml
Calmodulin-dependent phosphorylase IV (CaMKIV) (3) PKA: 40 mM Mes-NaOH (pH 7.
0) 5 mM magnesium acetate, 100 μM syntid
e-2, 50 μM [γ- 32 P] ATP, 0.01% Tw
een20, various concentrations of peptide (V10F-AIP or A3K / V1
0F-AIP), 0.8 μg / ml cyclic AMP-dependent kinase (catalytic subunit) (PKA) (4) PKC: 40 mM HEPES-NaOH (pH
8.0) 10 mM magnesium acetate, 100 μM
syntide-2, 50 μM [γ- 32 P] ATP, 0.35 m
M CaCl 2 , 0.01% Tween 20, 2 μg /
ml 1,2-dioleoyl-rac-glycerol, 20.2 μg / m
l phosphatidylserine, 0.1 mM EGTA, various concentrations of peptide (V10F-AIP or A3K / V10F-AIP),
0.328 μg / ml protein kinase C (PK
C) The results for V10F-AIP are shown in FIG.
The results for V10F-AIP are shown in FIG. As can be seen from these results, calmodulin-dependent kinase
IV, cyclic AMP-dependent kinase (PKA) and protein kinase C (PKC) were hardly affected by the presence of the peptide of the present invention (1 μM). The peptide of the present invention is almost completely CaM at a concentration of 0.1 μM corresponding to 1/10 of the above concentration.
The inhibition of KII activity (FIGS. 3 and 4) indicates that the peptide is an inhibitor with extremely high selectivity for CaMKII.

【0025】以上実施例1及び実施例2で示されるよう
に、本発明のペプチド(V10F-AIP、A3K/V10F-AIP)は、
カルモジュリン依存性リン酸化酵素IIに対して、従来公
知の阻害剤よりも格段に強い阻害活性を有し、選択性に
優れている。特に、本発明のペプチドの高い阻害活性
は、実験系の阻害剤量が軽減できるという経済的利点に
加えて、カルモジュリン依存性リン酸化酵素IIに対する
選択性の向上にもまた寄与している。すなわち、有効阻
害剤濃度を低くできるということは、プロテインキナー
ゼCが関与する系において、他の酵素を阻害する可能
性、つまりプロテインキナーゼC関与の経路を抑制して
しまう危険性を回避、軽減できるという点で有用であ
る。
As shown in Examples 1 and 2, the peptides of the present invention (V10F-AIP, A3K / V10F-AIP)
It has a much stronger inhibitory activity on calmodulin-dependent kinase II than conventionally known inhibitors, and is excellent in selectivity. In particular, the high inhibitory activity of the peptide of the present invention contributes not only to the economic advantage that the amount of the inhibitor in the experimental system can be reduced, but also to the improvement in the selectivity for calmodulin-dependent kinase II. That is, the fact that the concentration of the effective inhibitor can be reduced means that in a system involving protein kinase C, the possibility of inhibiting other enzymes, that is, the risk of inhibiting the pathway involving protein kinase C can be avoided or reduced. This is useful in that respect.

【0026】これらのことから、本発明のペプチドは、
カルモジュリン依存性リン酸化酵素IIに対する優れた阻
害剤である。近年、カルモジュリン依存性リン酸化酵素
IIの特異的阻害剤であるAIPを用いて、生体機能及び
そのメカニズムが探索証明されつつあるが(Molecular
Brain Research 46 (1997) 338-342; THE JOURNAL OFBI
OLOGICAL CHEMISTRY Vol.270, No.51, pp.30257-30259
(1995); The Journalof Neuroscience, 1997,17(14) p
p.5357-5365; J. Neurochem. 68, pp169-175(1997))、
本発明によれば、AIPにも優って該酵素を介する各種
の生理機能の解明に大いに役立つものと期待される。
From these, the peptide of the present invention is
It is an excellent inhibitor of calmodulin-dependent kinase II. Recently, calmodulin-dependent kinase
Biological functions and their mechanisms are being explored and proved using AIP, which is a specific inhibitor of II (Molecular
Brain Research 46 (1997) 338-342; THE JOURNAL OFBI
OLOGICAL CHEMISTRY Vol.270, No.51, pp.30257-30259
(1995); The Journal of Neuroscience, 1997, 17 (14) p
p.5357-5365; J. Neurochem. 68, pp169-175 (1997)),
According to the present invention, it is expected that the present invention will greatly contribute to elucidation of various physiological functions mediated by the enzyme over AIP.

【0027】[0027]

【配列表】[Sequence list]

配列番号: 1 配列の長さ: 13 amino acid 配列の型: amino acid トポロジー: linear 配列: Lys Lys Ala Leu Arg Arg Gln Glu Ala Phe Asp Ala Tyr 5 10 配列番号: 2 配列の長さ: 13 amino acid 配列の型: amino acid トポロジー: linear 配列: Lys Lys Lys Leu Arg Arg Gln Glu Ala Phe Asp Ala Tyr 5 10 SEQ ID NO: 1 Sequence length: 13 amino acid Sequence type: amino acid Topology: linear Sequence: Lys Lys Ala Leu Arg Arg Gln Glu Ala Phe Asp Ala Tyr 5 10 SEQ ID NO: 2 Sequence length: 13 amino acid Sequence type: amino acid Topology: linear Sequence: Lys Lys Lys Leu Arg Arg Gln Glu Ala Phe Asp Ala Tyr 5 10

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例1の結果を示す図であり、本発明のペプ
チド(V10F‐AIP)が濃度依存的にカルモジュリ
ン依存性リン酸化酵素II(CaMKII)の活性を阻害す
ることを示す。
FIG. 1 shows the results of Example 1, which shows that the peptide of the present invention (V10F-AIP) inhibits the activity of calmodulin-dependent kinase II (CaMKII) in a concentration-dependent manner.

【図2】実施例1の結果を示す図であり、本発明のペプ
チド(A3K/V10F‐AIP)が濃度依存的にカル
モジュリン依存性リン酸化酵素II(CaMKII)の活性
を阻害することを示す。
FIG. 2 shows the results of Example 1, and shows that the peptide of the present invention (A3K / V10F-AIP) inhibits the activity of calmodulin-dependent kinase II (CaMKII) in a concentration-dependent manner.

【図3】実施例2の結果を示す図であり、V10F‐A
IP(0.1μM)はカルモジュリン依存性リン酸化酵
素IV(CaMKIV)(○)、プロテインキナーゼC(P
KC)(□)、cyclicAMP依存性リン酸化酵素(PK
A)(■)に対してはその活性に影響を及ぼさず、カル
モジュリン依存性リン酸化酵素II(CaMKII)に対し
てその活性を特異的に阻害することを示す。
FIG. 3 is a view showing the results of Example 2; V10F-A
IP (0.1 μM) is calmodulin-dependent kinase IV (CaMKIV) ((), protein kinase C (P
KC) (□), cyclic AMP-dependent kinase (PK
A) (■) has no effect on its activity and shows that it specifically inhibits its activity on calmodulin-dependent kinase II (CaMKII).

【図4】実施例2の結果を示す図であり、A3K/V1
0F‐AIP(0.1μM)はカルモジュリン依存性リ
ン酸化酵素IV(CaMKIV)(○)、プロテインキナー
ゼC(PKC)(□)、cyclicAMP依存性リン酸化酵
素(PKA)(■)に対してはその活性に影響を及ぼさ
ず、カルモジュリン依存性リン酸化酵素II(CaMKI
I)に対してその活性を特異的に阻害することを示す。
FIG. 4 is a diagram showing the results of Example 2, where A3K / V1
0F-AIP (0.1 μM) is a potent inhibitor of calmodulin-dependent kinase IV (CaMKIV) (○), protein kinase C (PKC) (□), and cyclic AMP-dependent kinase (PKA) (■). Calmodulin-dependent kinase II (CaMKI
It shows that it specifically inhibits its activity against I).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 湯元 昇 大阪府池田市緑丘1丁目8番31号 工業技 術院大阪工業技術研究所内 (72)発明者 石田 敦彦 北海道旭川市西神楽4線5号 旭川医科大 学内 (72)発明者 亀下 勇 北海道旭川市西神楽4線5号 旭川医科大 学内 (72)発明者 奥野 幸子 北海道旭川市西神楽4線5号 旭川医科大 学内 (72)発明者 木谷 隆子 北海道旭川市西神楽4線5号 旭川医科大 学内 (72)発明者 藤澤 仁 北海道旭川市西神楽4線5号 旭川医科大 学内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Noboru Yumoto 1-3-131 Midorigaoka, Ikeda-shi, Osaka Inside the Industrial Technology Research Institute Osaka Industrial Research Institute (72) Inventor Atsuhiko Ishida No. 5 Nishi-Kagura 4 Asahikawa-shi, Hokkaido Asahikawa Medical University campus (72) Inventor Isamu Kashita, Hokkaido No.5, Nishi-Kagura 4 Asahikawa City, Hokkaido Asahikawa Medical University campus (72) Inventor Sachiko Okuno, Hokkaido No.5, Nishi-Kagura 4 Asahikawa City, Hokkaido Asahikawa Medical University campus (72) (72) Inventor Jin Fujisawa Nishi-Kagura 4 Line 5, Asahikawa Medical University, Asahikawa Medical University

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】下式: Lys-Lys-X-Leu-Arg-Arg-Gln-Glu-Ala-Phe-Asp-Ala-Tyr (1) (式中、XはAlaまたはLysである。)で示されるアミノ
酸配列を有するペプチド。
1. The following formula: Lys-Lys-X-Leu-Arg-Arg-Gln-Glu-Ala-Phe-Asp-Ala-Tyr (1) (wherein X is Ala or Lys). A peptide having the amino acid sequence shown.
【請求項2】請求項1記載のペプチドを含有することを
特徴とするカルモジュリン依存性リン酸化酵素IIの阻害
剤。
2. An inhibitor of calmodulin-dependent kinase II, which comprises the peptide of claim 1.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003029428A3 (en) * 2001-10-01 2003-10-30 Univ Vanderbilt Use of calmodulin kinase ii inhibitors to treat myocardial dysfunction in structural heart disease
WO2006049215A1 (en) * 2004-11-02 2006-05-11 Dainippon Sumitomo Pharma Co., Ltd. Combination drug for treating autoimmune disease

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AU2002341938B2 (en) * 2001-10-01 2007-08-30 Vanderbilt University Use of calmodulin kinase II inhibitors to treat myocardial dysfunction in structural heart disease
WO2006049215A1 (en) * 2004-11-02 2006-05-11 Dainippon Sumitomo Pharma Co., Ltd. Combination drug for treating autoimmune disease

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