三環系抗うつ薬デシプラミンの存在下での酸スフィンゴミエリナーゼと脂質二重層の相互作用

三環系抗うつ剤デシプラミンは、ヒト線維芽細胞の培地に添加した場合、細胞酸スフィンゴミエリナーゼ（A-Smase、EC 3.1.4.12）活性の減少を引き起こします。この効果は、プロテアーゼ阻害剤ロイペプチンとの細胞のインキュベーションによって防ぐことができます。これは、デシプラミンがリソソーム酵素のタンパク質分解を誘導することを示唆しています。表面プラズモン共鳴（SPR、バイアコア）を使用することにより、先駆者商標L1センサーチップの表面に固定化されたA-Smaseおよび基質含有脂質二重層の相互作用を監視することができました。SPR結合曲線は、酵素が酸性pH値で脂質表面からほとんど解離しないことを示しています。一方、20 mMデシプラミンの注射後、約50％の結合信号（共鳴単位、RU）の低下が発生しました。我々の発見は、デシプラミンが脂質二重層へのA-Smaseの結合を妨害し、それによってその膜結合基質から酵素を変位させることを示しています。対照物質の適用は、デシプラミンのカチオン部分の重要な役割を示唆しています。私たちは、デシプラミンによる後期エンドソームおよびリソソームの内膜からの糖タンパク質A-Smaseの変位が、リソソームプロテアーゼによるタンパク質分解切断の影響を受けやすくなると仮定します。

The tricyclic antidepressant desipramine causes a decrease in cellular acid sphingomyelinase (A-SMase, EC 3.1.4.12) activity when added to culture medium of human fibroblasts. This effect can be prevented by incubation of the cells with the protease inhibitor leupeptin, which suggests that desipramine induces proteolytic degradation of the lysosomal enzyme. By using surface plasmon resonance (SPR, Biacore) we were able to monitor the interactions of A-SMase and substrate-containing lipid bilayers immobilized on the surface of a Pioneer trade mark L1 sensor chip. SPR binding curves show that the enzyme hardly dissociates from the lipid surface at acidic pH values. On the other hand, a drop in binding signals (resonance units, RU) of approximately 50% occurred after injection of 20 mM desipramine. Our findings indicate that desipramine interferes with the binding of A-SMase to the lipid bilayers and thereby displaces the enzyme from its membrane-bound substrate. The application of control substances suggests a key role for the cationic moiety of desipramine. We hypothesize that the displacement of the glycoprotein A-SMase from the inner membranes of late endosomes and lysosomes by desipramine renders it susceptible to proteolytic cleavage by lysosomal proteases.