X-ray structure analysis of the single-chain derivatives of HIV-1 protease in complex with inhibitor

1本鎖化HIVPRの阻害剤との複合体のX線結晶構造解析

安達 基泰; 畠中 孝彰*; 伊東 祐二*; 日高 興士*; 津田 裕子*; 木曽 良明*; 黒木 良太

Adachi, Motoyasu; Hatanaka, Takaaki*; Ito, Yuji*; Hidaka, Koshi*; Tsuda, Yuko*; Kiso, Yoshiaki*; Kuroki, Ryota

HIV-1プロテアーゼ(HIVPR)は、ウイルスの増殖に必須な酵素であることから、エイズ治療のための創薬標的タンパク質である。HIVPRに対する阻害剤設計において、立体構造の特徴と阻害剤結合の速度論的・熱力学的解析から得られるパラメーターの相関を明らかにすることが重要である。本研究では、阻害剤結合による熱安定性の変化を指標として阻害剤結合を評価するため、リンカー配列の挿入とSS結合の導入により2種類の1本鎖型HIVPRの作製を試みた。1本鎖化HIVPRは、野生型と同様に大腸菌内に封入体として発現した。リフォールディングした1本鎖化HIVPRを精製後、ヒドロキシメチルカルボニル構造を持つ阻害剤KNI-272との複合体の結晶を作製し、結晶構造解析を行った。その結果、設計した1本鎖化HIVPRは野生型と同等の構造を持つことが示された。本発表では、同試料を用いた阻害剤結合の評価結果も報告する。

HIV protease is known as a drug target protein. It is important to clear relationship between structural data and kinetic and physicochemical parameters for drug design. We prepared single-chained enzyme linked by two amino acids and cross-liked enzyme bridged by disulfide bond. The two single-chained enzymes were expressed as inclusion body and refolded by dilution method. The purified enzyme complexed with inhibitor KNI-272 was crystallized, and solved the crystal structures. The designed sc- and cl-HIV-PR will be useful for evaluate the affinity of newly designed inhibitors from kinetic and thermodynamic point of view. Finally, we also report the results of analysis in affinity of inhibitors by surface plasmon resonance.