AAA+ ATPaseモーター細胞質ダイニンの小分子阻害剤

AAA+（多様な細胞活動に関連するATPase）ATPaseによる化学エネルギーの機械的力への変換は、DNA複製、タンパク質の展開、貨物輸送、膜融合などの細胞プロセスに不可欠です。AAA+ ATPaseモーターの細胞質ダイニンは、繊毛輸送、有糸分裂紡錘体の形成、オルガネラ輸送を調節し、その正確な機能を分析することは、その作用の急速なタイムスケールと細胞透過性の化学モジュレーターの欠如のために困難でした。ここでは、細胞質ダイニンの最初の特定の小分子拮抗薬であるCiliobrevinsの発見について説明します。シリオブレビンは、原発性繊毛内でタンパク質の人身売買を摂動し、奇形とヘッジホッグのシグナル伝達を引き起こします。シリオブレビンはまた、培養細胞の紡錘体の極の焦点、キネトコア・ミクロチブールの付着、メラノソーム凝集、ペルオキシソーム運動性を防止します。さらに、in vitroでのダイニン依存性微小管の滑空およびATPase活性をブロックするシリオブレビンの能力を示します。したがって、シリオブレビンは、この微小管モーターを必要とする細胞プロセスを研究するための有用な試薬となり、追加のAAA+ ATPaseスーパーファミリー阻害剤の開発を導く可能性があります。

The conversion of chemical energy into mechanical force by AAA+ (ATPases associated with diverse cellular activities) ATPases is integral to cellular processes, including DNA replication, protein unfolding, cargo transport and membrane fusion. The AAA+ ATPase motor cytoplasmic dynein regulates ciliary trafficking, mitotic spindle formation and organelle transport, and dissecting its precise functions has been challenging because of its rapid timescale of action and the lack of cell-permeable, chemical modulators. Here we describe the discovery of ciliobrevins, the first specific small-molecule antagonists of cytoplasmic dynein. Ciliobrevins perturb protein trafficking within the primary cilium, leading to their malformation and Hedgehog signalling blockade. Ciliobrevins also prevent spindle pole focusing, kinetochore-microtubule attachment, melanosome aggregation and peroxisome motility in cultured cells. We further demonstrate the ability of ciliobrevins to block dynein-dependent microtubule gliding and ATPase activity in vitro. Ciliobrevins therefore will be useful reagents for studying cellular processes that require this microtubule motor and may guide the development of additional AAA+ ATPase superfamily inhibitors.