結合する際のチューブリンの立体構造の変化Cryptophycin-52は、その作用のメカニズムを明らかにします

Cryptophycin-52（CP-52）は、潜在的に最も強力な抗がん薬であり、IC50値は低いピコモル範囲にありますが、チューブリンと作用機序上のその結合部位は不明です。ここでは、cp-52の結合部位とその親化合物であるHeLa Tubulin上のクリプトファイシン-1をそれぞれ3.3Åと3.4Åの分解能に決定しました。シミュレーション。結合部位は、チューブリン間界面の界面に配置され、別の細胞毒性チューブリン阻害剤であるメイタンシンのそれを部分的に重複すると判断されました。結合は、微小管格子と互換性のあるチューブリンダイマー内およびチューブリンダイマーの両方で曲率を誘導します。立体構造の変化は、α-チューブリンとβ-チューブリンの両方、特にヘリックスH8とH10で発生し、αとβモノマーの間に異なる違い、およびCP-52結合およびクリプトファイシン-1結合チューブリンの間で異なります。これらの結果から、（i）微小管の重合と解重合の両方の阻害の作用のメカニズム、（ii）チューブリンのCP-52の親和性がどのように強化されるか、および（iii）標的送達のリンカーができる場合（iii）この分子に最適に結合します。

Cryptophycin-52 (Cp-52) is potentially the most potent anticancer drug known, with IC50 values in the low picomolar range, but its binding site on tubulin and mechanism of action are unknown. Here, we have determined the binding site of Cp-52, and its parent compound, cryptophycin-1, on HeLa tubulin, to a resolution of 3.3 Å and 3.4 Å, respectively, by cryo-EM and characterized this binding further by molecular dynamics simulations. The binding site was determined to be located at the tubulin interdimer interface and partially overlap that of maytansine, another cytotoxic tubulin inhibitor. Binding induces curvature both within and between tubulin dimers that is incompatible with the microtubule lattice. Conformational changes occur in both α-tubulin and β-tubulin, particularly in helices H8 and H10, with distinct differences between α and β monomers and between Cp-52-bound and cryptophycin-1-bound tubulin. From these results, we have determined: (i) the mechanism of action of inhibition of both microtubule polymerization and depolymerization, (ii) how the affinity of Cp-52 for tubulin may be enhanced, and (iii) where linkers for targeted delivery can be optimally attached to this molecule.