ランソプラゾールは、活性部位に結合することにより、システインプロテアーゼのマメ膜を阻害します

プロトンポンプ阻害剤（PPI）は、消化性潰瘍疾患の治療に使用されるプロドラッグです。酸性pHによって活性化されると、PPIはその後、H+ /K+ -ATPaseである頭頂プロトンポンプのSH基と共有結合を形成することにより、胃酸の分泌を阻害します。PPIの長期使用は、骨骨折を含む多くの副作用に関連しています。活性化のメカニズムを考慮すると、PPIはリソソーム、腫瘍、骨吸収部位などの酸性微小環境でも活性である可能性があります。システインプロテアーゼの活性部位にあるSH基は、PPIによる阻害に影響を受ける可能性があることを示唆しました。この研究では、ランソプラゾールによる阻害は、異なる濃度とpH条件でランソプラゾールと精製されたプロテアーゼまたは細胞溶解物をインキュベートすることにより、システインプロテアーゼのマメ膜およびカテプシンBに示されました。マメ科抑制のメカニズムは、ランソプラゾールと活性部位のSH基との直接的な相互作用であり、したがって、マメ科選択活動ベースのプローブMP-L01の結合をブロックすることが示されました。Lansoprazoleは、HEK293、モノクローナルマメ科のHEK293細胞（M38L）およびRAW264.7マクロファージなどのさまざまな細胞モデルで、マメ膜とカテプシンBの両方を阻害することも示されましたが、ヒト骨髄由来の骨格（シェンチマル）ステム細胞（HBMSC）ではそうではありません。-tert）。骨芽細胞へのHBMSC-TERT分化中に、ランソプラゾールはマメ科、アルカリホスファターゼ活性を阻害しましたが、in vitroの石灰化能力に影響はありませんでした。結論として、ランソプラゾールは、プロテアーゼ活性部位のSH基との拡散結合を介してシステインプロテアーゼの直接共有共有結合阻害剤として作用します。このようなシステインプロテアーゼの阻害は、PPIのターゲット外効果のいくつかを説明する可能性があります。

Proton pump inhibitors (PPIs) are prodrugs used in the treatment of peptic ulcer diseases. Once activated by acidic pH, the PPIs subsequently inhibit the secretion of gastric acid by covalently forming disulphide bonds with the SH groups of the parietal proton pump, that is the H+ /K+ -ATPase. Long-term use of PPIs has been associated with numerous adverse effects, including bone fractures. Considering the mechanism of activation, PPIs could also be active in acidic micro-environments such as in lysosomes, tumours and bone resorption sites. We suggested that the SH group in the active site of cysteine proteases could be susceptible for inhibition by PPIs. In this study, the inhibition by lansoprazole was shown on the cysteine proteases legumain and cathepsin B by incubating purified proteases or cell lysates with lansoprazole at different concentrations and pH conditions. The mechanism of legumain inhibition was shown to be a direct interaction of lansoprazole with the SH group in the active site, and thus blocking binding of the legumain-selective activity-based probe MP-L01. Lansoprazole was also shown to inhibit both legumain and cathepsin B in various cell models like HEK293, monoclonal legumain over-expressing HEK293 cells (M38L) and RAW264.7 macrophages, but not in human bone marrow-derived skeletal (mesenchymal) stem cells (hBMSC-TERT). During hBMSC-TERT differentiation to osteoblasts, lansoprazole inhibited legumain secretion, alkaline phosphatase activity, but had no effects on in vitro mineralization capacity. In conclusion, lansoprazole acts as a direct covalent inhibitor of cysteine proteases via disulphide bonds with the SH group in the protease active site. Such inhibition of cysteine proteases could explain some of the off-target effects of PPIs.