Tertiary structure of porcine pancreatic elastase in complex with a potent inhibitor determined by neutron crystallography

玉田 太郎; 木下 誉富*; 大原 高志; 栗原 和男; 今井 啓介*; 黒木 良太; 多田 俊治*

no journal, , 

エラスターゼは、立体構造情報を基盤とした創薬手法(Structure-Based Drug Design: SBDD)研究の代表的な題材として用いられてきたセリンプロテアーゼである。しかしながら、X線結晶構造に基づいた多くのSBDD研究の実施にもかかわらず、特異性の高い阻害剤の作製が困難であるのが現状である。よって、エラスターゼの全原子構造情報の取得を目指して、エラスターゼとその阻害剤(FR130180)の中性子結晶構造解析を実施した。試料にはブタ膵臓由来のエラスターゼ(Porcine Pancreatic Elastase: PPE)を用い、FR130180との複合体結晶を作製した。取得した結晶はマクロシーディング法を繰り返すことにより3mm程度まで成長させた後、JRR3に設置した生体高分子用中性子回折計BIX3で回折実験を行い、1.65分解能の回折データを収集した。中性子とX線回折データを組合せた精密化により、約2000個の水素及び重水素原子を含むPPEとFR130180の複合体構造を決定した。今回用いた阻害剤FR130180は、エラスターゼの基質を模倣したペプチド様の構造を持っており、PPEとFR130180複合体はセリンプロテアーゼの反応中間体状態を示していると考えられ、セリンプロテアーゼの触媒機構の理解を深めることができた。また、阻害剤とPPE間に、興味深い相互作用の形成も確認され、特異性の高い阻害剤設計に有用な構造情報を取得することができた。