プロテアソーム阻害剤の比較選択性と特異性BZLLLCOCHO、PS-341、およびMG-132

26Sプロテアソームは、細胞内タンパク質分解の調節に関与する多触媒プロテアーゼです。その機能は、（a）キモトリプシン様（CT-L）、（b）トリプシン様、および（c）ペプチジルグルタミルペプチド加水分解（PGPH）：3つの主要な触媒活性によって媒介されます。プロテアソーム阻害は、多くの癌の新興療法であり、多発性骨髄腫の新しい治療法です。ここでは、多発性骨髄腫細胞株における3つの触媒活性の貢献をプロファイルし、新規プロテアソーム阻害剤BzllllcoC​​hoおよび阻害剤PS-341（Velcade、Bortezomib）およびMG-132の特異性と細胞毒性を比較します。蛍光基質とプロテアソーム触媒サブユニットに特異的な活性部位指向プローブを使用して、各阻害剤の差動サブユニット特異性を示します。BZLLLCOCHOの添加は、3つの触媒活性すべてを強く阻害し、PS-341による治療はCT-LおよびPGPH活性を完全に阻害し、MG-132での治療により、CT-LおよびPGPH活性の弱い阻害をもたらしました。多発性骨髄腫細胞は、BZLLLCOCHOよりもPS-341およびMG-132によるアポトーシスの誘導に対してより敏感でした。この研究では、より特異的で標的阻害剤の開発を可能にするために、細胞内の遺伝子およびタンパク質発現に対するこれらの化合物の効果をさらに調査する必要性を強調しています。

The 26S proteasome is a multicatalytic protease responsible for regulated intracellular protein degradation. Its function is mediated by three main catalytic activities: (a) chymotrypsin-like (CT-L), (b) trypsin-like, and (c) peptidylglutamyl peptide hydrolysing (PGPH). Proteasome inhibition is an emerging therapy for many cancers and is a novel treatment for multiple myeloma. Here, we profile the contributions of the three catalytic activities in multiple myeloma cell lines and compare the specificity and cytotoxicity of the novel proteasome inhibitor BzLLLCOCHO and inhibitors PS-341 (Velcade, bortezomib) and MG-132. Using fluorogenic substrates and an active site-directed probe specific for proteasome catalytic subunits, we show differential subunit specificity for each of the inhibitors. Addition of BzLLLCOCHO strongly inhibited all three catalytic activities, treatment with PS-341 completely inhibited CT-L and PGPH activities, and treatment with MG-132 resulted in weak inhibition of the CT-L and PGPH activities. Multiple myeloma cells were more sensitive to induction of apoptosis by PS-341 and MG-132 than BzLLLCOCHO. This study emphasizes the need for further investigation of the effects of these compounds on gene and protein expression in the cell to allow for the development of more specific and targeted inhibitors.