阻害剤

概要

酵素阻害剤は、酵素活性を低下させる分子のことをいいます。

競合的阻害剤は、酵素の活性部位を占有することによって基質が結合することを妨げ、非競合的阻害剤は直接基質の結合を阻害せず、例えば酵素の持つ金属イオンと錯塩を形成するなどして活性部位以外の部位に結合し活性を阻害します。

酵素阻害剤は、特定の酵素の機能、疾患、代謝や制御経路の機能を研究するために使用されます。

プロテアーゼ阻害剤

プロテアーゼ阻害剤は、主に以下の2つの目的で使用されます。

1. タンパク質を単離する間にタンパク質の分解を防ぐため

2. 細胞内のタンパク質分解の研究

最も重要なプロテアーゼ阻害剤の一つに、フェニルメチルスルホニルフルオリド (PMSF）があります。

PMSFは、プロテアーゼの活性部位のセリン残基を不可逆的にスルホニル化することで、セリンプロテアーゼを阻害する阻害剤です。

タンパク質の単離のために広く使用されています。

AEBSFもまた、不可逆的なセリンプロテアーゼ阻害剤として知られており、トリプシン、キモトリプシン、プラスミン、カリクレイン及びトロンビンを阻害することが示されています。

この阻害剤は、酵素の活性部位をアシル化することにより阻害します。

PMSFと比較するとAEBSFは、毒性が低いことや、水への溶解性および水中での安定性の向上が挙げられ、最大0.25mmolの濃度で細胞培養に使用されています。

pH5~6で安定で、最大pH7.5まで使用可能です。

ベンズアミジン塩酸塩は、トロンビン、プラスミンおよびトリプシンといったセリンプロテアーゼの可逆的阻害剤です。

一般的には1 mMの濃度でプロテアーゼ阻害に使用されます。

ベンズアミジンをセファロースに結合したものは、セリンプロテアーゼのアフィニティークロマトグラフィーのために使用されます。

PMSF、AEBSFおよびベンズアミジンは、多くのタンパク質分離のプロトコルにおいて分離バッファに使用される阻害剤の例です。

参考文献

▷ Turini P. et al., The action of phenylmethylsulfonyl fluoride on human acetylcholinesterase, chymotyrpsin and trypsin. J. Pharmacol. Exp. Ther. 1969; 167(1): 98-104.

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▷ Lunn G., Sansone E.B., Degradation and disposal of some enzyme inhibitors. Scientific note. Appl. Biochem. Biotechnol. 1994; 48(2): 57-9.

▷ Jeffcoate S.L., White N., Use of benzamidine to prevent the destruction of thyrotropin-releasing hormone (TRH) by blood. J. Clin. Endocrinol. Metab. 1974; 38(1): 155-7.

▷ Deutscher M.P., Maintaining protein stability. Methods Enzymol. 1990; 182: 83-9.

タンパク質キナーゼ阻害剤

タンパク質キナーゼは、高エネルギードナーからリン酸基(通常はヌクレオシド三リン酸)を他のタンパク質表面に露出したセリン、スレオニン、チロシンやヒスチジン側鎖に転移させ、それらの特性を変化させます。

制御経路に関与するヒトのプロテオームの中には、500以上のタンパク質キナーゼが存在します。

これらのキナーゼは代謝、遺伝子発現、ホルモン応答、細胞増殖および他の多くの機能を制御しており、がんをはじめとする様々な疾患の発生や維持に関与しています。

このため、特定のタンパク質キナーゼ活性を阻害する阻害剤は、制御経路と疾患の研究はもちろん、特に治療のための貴重なツールでもあります。

Carnitine関連製品

Palmitoyl-DL-carnitine およびPalmitoyl-L-carnitineは哺乳類における種々のカルシウム依存性のプロテインキナーゼCの特異的阻害剤です。

参考文献

▷ Nakadate T., Blumberg P.M., Modulation by palmitoylcarnitine of protein kinase C activation. Cancer Res. 1987; 47(24 Pt 1): 6537-42.

▷ Xiao C.Y. et al., Palmitoyl-L-carnitine modifies the myocardial levels of high-energy phosphates and free fatty acids. Basic Res. Cardiol.1997; 92(5): 320-30.

Ascomycin

Ascomycinは、同種異系のTリンパ球の増殖を阻害する強力な免疫抑制剤です。FKBPに高い親和性で結合し、 nMレベルでカルシニューリンホスファターゼを阻害します。 FK506のエチルアナログでもあります。

参考文献

▷ Paul C. et al., Ascomycins: promising agents for the treatment of inflammatory skin diseases. Expert Opin. Investig. Drugs 2000; 9(1): 69-77.

Dasatinib

Dasatinibは、 チロシンキナーゼSrcとBcr / Ablの阻害剤です。

in vitroでLynおよびSrcキナーゼ活性を阻害し、Sprycel®という商品名で販売されている薬剤のAPI (Active Pharmaceutical Ingredient)です。

Genistein

Genisteinは、抗癌、増殖阻害、および抗酸化効果を持つイソフラボンで、細胞分化を誘導します。

ヒスチジンキナーゼを阻害します。

Rapamycin

Rapamycinは、移植臓器の拒絶反応を抑制し、 DES （薬剤溶出ステント）のコーティングに使用される免疫抑制薬です。

細胞質タンパク質のFKBP12に結合します。

Rapamycin-FKBP12複合体は、セリン/スレオニンキナーゼのmTOR （哺乳類におけるRapamycinの標的）を阻害し、サイトカインによって媒介されるシグナル伝達経路を阻害します。

K-252関連製品

K-252a,b,cは、Staurosporineと類似の構造を持つ化合物で、ATP結合部位またはその付近に干渉することによって作用していると考えられており、種々のタンパク質キナーゼの一般的かつ強力な阻害剤となる化合物です。

K-252aは、プロテインキナーゼA 、 CおよびGを含む様々なタンパク質キナーゼの強力な阻害剤です。

K-252bは、非選択的なプロテインキナーゼ阻害剤で、エクトキナーゼおよびPKCの阻害剤です。

K-252cは、µmol以下の濃度で活性を持つ細胞透過性のタンパク質キナーゼ阻害剤です。

参考文献

▷ Knüsel, B., Hefti, F., K-252 Compounds: Modulators of Neurotrophin Signal Transduction. J. Neurochem. 1992; 59 (6): 1987-96.

▷ Horton, P.A. et al., Staurosporine aglycone (K252-c) and arcyriaflavin A from the marine ascidian, Eudistoma sp.. Experientia. 1994; 50(9): 843-5.

Wortomannin

Wortmanninは、約5nMのIC50でPI3K(phosphoinositide-3-kinase)に対して働く阻害剤であり、mTOR、 DNA -PK 、 MLCKやMAPKのようなPI3K関連酵素に対しても働きます。

参考文献

▷ Powis, G. et al., Wortmannin, a potent and selective inhibitor of phosphatidylinositol-3-kinase. Cancer Res. 1994; 54(9): 2419-23.

▷ Vanhaesebroeck, B. et al., Synthesis and function of 3-phosphorylated inositol lipids. Annu Rev Biochem. 2001; 70: 535-602.

L-アルビジイン

Albizziineは、哺乳動物細胞におけるグルタミンに競合するアスパラギン合成酵素の阻害剤として作用します。

また外生菌根菌類由来のグルタミン酸合成酵素の阻害剤や、微生物におけるグルタミン代謝の阻害剤としても機能します。

参考文献

▷ Andrulis I.L. et al., Characterization of single step albizziin-resistant Chinese hamster ovary cell lines with elevated levels of asparagine synthetase activity. J. Biol. Chem. 1985; 260: 7523-7

▷ Dura M.A. et al., Purification and characterisation of a glutaminase from Debaryomyces spp. Int. J. Food Microbiol. 2002; 76: 117-26.

▷ Schroeder D.D. et al., Biosynthesis of the purines. XXXII. Effect of albizziin and other reagents on the activity of formylglycinamide ribonucleotide amidotransferase. J. Biol. Chem. 1969; 244: 5856-65.

アリルグリシン

アリルグリシンはグリシンの誘導体で、グルタミン酸脱炭酸酵素の阻害剤です。

グルタミン酸脱炭酸酵素の働きを阻害することで、GABA生合成を阻害し、神経伝達物質の濃度レベルを下げます。

実験動物の痙攣を誘導するために使用されます。

参考文献

▷ Abshire V.M. et al., Injection of L-allylglycine into the posterior hypothalamus in rats causes decreases in local GABA which correlate with increases in heart rate. Neuropharmacology 1988; 27(11): 1171-7. doi:10.¹⁰¹⁶⁄₀₀₂₈-3908(88)90013-5. PMID 3205383.

▷ Sajdyk T. et al., Chronic inhibition of GABA synthesis in the bed nucleus of the stria terminalis elicits anxiety-like behavior. J. Psychopharmacol. (Oxford) 2008; 22 (6): 633-41. doi:10.¹¹⁷⁷⁄_{0269881107082902}. PMID 18308797.

GABA

GABAは、脳内の主要な抑制性神経伝達物質で、 GABA_AおよびGABA_B受容体のアンタゴニストです。

参考文献

▷ Curtis D.R. et al., GABA, bicuculline and central inhibition. Nature 1970; 226: 1222-4.

PETG

PETGは、β-ガラクトシダーゼ活性の細胞浸透性の競合的な可逆的阻害剤で、レポーター遺伝子発現アッセイ( E.coli LacZ)において反応を停止するために使用されている他、フローサイトメトリー分析や lacZレポーター遺伝子(FACS -Gal)を発現する真核細胞の選別にも使用されます。