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ミオシンの小分子モジュレーター CYTOSKELETON NEWS 2012年11月/12月号

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CYTOSKELETON NEWS 2012年11月/12月号 ミオシンの小分子モジュレーター

ミオシンの小分子モジュレーター

背景
ミオシンは、ヒトの全ての細胞種にとって必須の細胞内分子であり、筋肉内で高濃度に存在するため、薬剤の効果を減少させる可能性がありうると考えられ、ターゲットとしてフォーカスされるのに抵抗を持たれていました。このため、他の分野の薬剤ターゲットに比べて、ミオシン関連の化学的治療の開発は遅れていました。この10年のうちに、化合物が密集した筋組織の奥深くまで浸透することができること、ミオシンファミリーの多様性が広範囲のモジュレーションを引き起こしていることが認識されるようになり、この状況が変化してきました。
ミオシンスーパーファミリーは常に改訂され続けており、最新の情報では構造ドメイン発生系統に基づき、37種類にクラス分けされています1。この37クラスのうち、12種類がヒトに存在し、これらには39種類の遺伝子があります。特定の重要性を持つのは分子モーターで、心臓、骨格筋、平滑筋の機能に関係しているクラスIIのミオシンですが、これ以外にも、内耳(クラスVII)、皮膚(クラスVa)、腸の微絨毛(Ia)など、薬剤として価値があると思われるターゲットが多数存在します(表1)。

表1 ミオシンの小分子モジュレーター
ミオシン モジュレーター メカニズム 疾病関連 文献番号
全てのクラスIIアイソフォーム ブレビスタチン ミオシンと結合し、弱結合状態でのフォースサイクルを阻害する。 未決定 2、3、4
心筋 II CK1122534およびOmecamtiv mecarbil 動力ドメインとATP結合ドメインの間の溝に結合する。強結合状態の時間を延長させる。 心臓病;収縮期の機能障害 5、8
非筋肉 II Ammosamides A&B 不可逆的に未知の部位に結合 未決定 11
平滑筋 II CTK2018448 ミオシンを阻害、腎臓血流を改善 高血圧 10
非筋肉 Va Manassantin B ミオシンVaとメラノフィリンの間の相互作用を阻害 皮膚色障害 12

アイソフォームに特異的なミオシン薬剤
ブレビスタチンは、ミオシンに特異的な阻害剤として最も早く同定されたもののうちの1つであり、クラスIIミオシンのある種のアイソフォームを異なるIC50で阻害することが発見されました2-4(ミエリンIIアイソフォームに対して、0.5〜80μMのアフィニティ4)。この報告により、化合物がミオシンの異なるアイソフォームをターゲットにできる可能性が持ち上がり、その後すぐに心筋ミオシンIIアイソフォーム5や平滑筋ミオシンIIアイソフォーム6に高いアフィニティを持ったいくつかの化合物が同定されました。このうちの1つであるOmecamtiv mecarbil(OM)は、薬剤開発の焦点となり、フェーズIIの臨床試験に到達しています(clinicaltrials.gov)。
ミオシンと相互作用する筋節内の他のターゲットを考慮することは重要で、新薬に対する応答に影響を与える可能性があります。特に、トロポミオシンとトロポニンC、T、Iの複合体(T4複合体、図1)は、筋収縮のカルシウムシグナルのメディエーターです。この複合体の他の3つのメンバーとは対照的に、トロポニンCはF-アクチンとのアフィニティを減少させるカルシウムと結合します。これにより、ミオシンがFアクチンと結合できるようになり動力が発生します。アッセイ・フォーマットでは、この作用によりATP加水分解の後のリン酸の放出を最大で100倍増やす劇的な影響を持ちます。これらの試薬は、カスタムメイドで、サイトスケルトン社からご利用いただけます(表2)ので、コスモバイオまでご照会ください。

CYTN11-12_1.jpg

図1.筋肉のアクチンフィラメントの構造

 

表2 サイトスケルトン社のカスタムモジュール
アイテム使用サイズ品番
心筋ミオシンII S1フラグメント ATPaseアッセイ用心筋ミオシンの高活性サブユニット ご照会 na
平滑筋ミオシンII S1フラグメント ATPaseアッセイ用平滑筋ミオシンの高活性サブユニット ご照会 na
骨格筋ミオシンII S1フラグメント ATPaseアッセイ用骨格筋ミオシンの高活性サブユニット ご照会 na
心筋トロポミオシン/トロポニン複合体 トロポミオシン、トロポニンT、トロポニンC、トロポニンIを等モルで含有、カルシウム感受性ATPaseアッセイ用 ご照会 na
ミオシンATPaseアッセイサービス 正確で効率的なスクリーニングデータ ご照会 na
アクチン(心筋) ミオシンATPaseアッセイ用F-アクチンサブユニット 1mg AD99
アクチン(骨格筋) ミオシンATPaseアッセイ用F-アクチンサブユニット 1mg AKL95、 AKL99
ミオシン(ウサギ骨格筋) 骨格筋ATPaseアッセイ用ミオシン 1mg MY02
ミオシン(ウシ心筋) 心筋ATPaseアッセイ用ミオシン 1mg MY03

 

薬理学
ミオシンは、動力やサイクルを成り立たせるために多くの構造状態を持っている点で興味深い分子です7(図2)。OMは、サイクルの強結合状態(図2の緑矢印)の時間の長さに影響を与えることがわかり、収縮期の収縮を延長する能力を持っていると考えられます。興味深いことに、拡張期収縮は、OMの影響を受けません8。このことは予想外ではありますが、心臓麻痺は収縮期の収縮の減少が優位になるため、臨床的には有用です9。同様に静脈で、平滑筋の阻害剤であるCTK2018448(サイクルの弱結合状態(図2のオレンジ色矢印)で働く)は、腎臓血流を改善しますが、肢血流には影響しません。これは腎不全をもつ高血圧患者には有用です10。これらの発見は、ミオシンのモジュレーターが有用性を持ちうること、in vitroアッセイに比べて生体内でやや予測と異なる兆候を示すことを示唆しています。

CYTN11-12_2.gif

図2.アクチンとミオシンの相互作用

参考文献

1. Richards T.A. and Cavalier-Smith T. 2005. Myosin domain evolution and the primary divergence of eukaryotes. Nature. 436: 1113-1118.
2. Cheung A., et al. 2002. A small-molecule inhibitor of skeletal muscle myosin II. Nat. Cell Biol. 4: 83-88.
3. Straight A.F., et al. 2003. Dissecting temporal and spatial control of cytokinesis with a myosin II inhibitor. Science. 299: 1743-1747.
4. Limouze J., et al. 2004. Specificity of blebbistatin: an inhibitor of myosin II. J. Muscle Res. Cell Motil. 25: 337–341.
5. Niu C., et al. 2004. The cardiac myosin activator, CK1122534, increases contractility in adult cardiac myocytes but does not affect the transient or depend on second messenger signaling. American Heart Association. November 2004. Poster Presentation.
6. Qian X., et al. 2009. A direct inhibitor of smooth muscle myosin as a novel therapeutic approach for the treatment of systemic hypertension. American Society of Hypertension 24th Annual Scientific Meeting and Exposition. San Francisco, CA. May 2009. Poster Presentation.
7. Sweeney L.H. and Houdasse A. 2010. Structural and functional insights into the myosin motor mechanism. Annu. Rev. Biophys. 39: 539–557.
8. Teerlink J.R., et al. 2011. Dose-dependent augmentation of cardiac systolic function with selective cardiac myosin activator, omecamtiv mecarbil: a first in man study. Lancet. 378: 667-675.
9. Aronson D. and Krum H. 2012. Novel therapies in acute and chronic heart failure. Pharmacol. Ther. 135: 1-17.
10. Zhao X., et al. 2011. Inhibition of smooth muscle myosin as a novel therapeutic target for hypertension. J. Pharmacol. Exp. Ther. 339: 307-312.
11. Hughes C.C., et al. 2009. Ammosamides A and B target myosin. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 48: 728 –732.
12. Chang H., et al. 2012. Manassantin B inhibits melanosome transport in melanocytes by disrupting the melanophilin-myosin Va interaction. Pigment Cell Melanoma Res. 25: 765-772.

品名 メーカー 品番 包装 希望販売価格
Actin Protein (cardiac muscle, >99% pure), Bovine, Unlabeled詳細データ CYT AD99-A 1*1 MG
¥36,000
Actin Protein (cardiac muscle, >99% pure), Bovine, Unlabeled詳細データ CYT AD99-B 5*1 MG
¥148,000
Actin Protein (skeletal muscle, >95% pure), Rabbit, Unlabeled詳細データ CYT AKL95-B 1*1 MG
¥28,000
Actin Protein (skeletal muscle, >95% pure), Rabbit, Unlabeled詳細データ CYT AKL95-C 5*1 MG
¥111,000
Actin protein (rabbit skeletal muscle, >99% pure), Rabbit, Unlabeled詳細データ CYT AKL99-A 4*250 UG
¥58,000
Actin protein (rabbit skeletal muscle, >99% pure), Rabbit, Unlabeled詳細データ CYT AKL99-B 2*1 MG
¥70,000
Actin protein (rabbit skeletal muscle, >99% pure), Rabbit, Unlabeled詳細データ CYT AKL99-C 5*1 MG
¥139,000
Actin protein (rabbit skeletal muscle, >99% pure), Rabbit, Unlabeled詳細データ CYT AKL99-D 10*1 MG
¥266,000
Actin protein (rabbit skeletal muscle, >99% pure), Rabbit, Unlabeled詳細データ CYT AKL99-E 20*1 MG
お問い合わせ
Myosin Skeletal Muscle, Rabbit, Unlabeled詳細データ CYT MY02-A 5*1 MG
¥92,000
Myosin Skeletal Muscle, Rabbit, Unlabeled詳細データ CYT MY02-B 20*1 MG
¥267,000
Myosin Cardiac Muscle詳細データ CYT MY03-A 5*1 MG
¥92,000
Myosin Cardiac Muscle詳細データ CYT MY03-B 20*1 MG
¥267,000

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