endothelin-converting enzyme(ECE-1)及 angiotensin-coverting enzyme(ACE)等將其代謝而加以清除並減低其神經毒性。
Tau hyperphosphorylation hypothesis:
微管(microtubule)上有一種蛋白會與之結合,並穩定微管的結構名,
為 tau 蛋白。而當此蛋白被過度磷酸化時,會脫離微管,並自行糾結 聚集,產生細胞毒性,造成神經細胞死亡。
三、 Glycogen synthase kinase-3β(GSK-3β) (一) GSK-3β 蛋白簡介
阿茲海默症病徵之一 NFTs,主要是由於 tau 蛋白之磷酸化所造 成。細胞內有一種蛋白可以磷酸化 tau 蛋白,稱為 Glycogen synthase kinase-3β(GSK-3β)(Yoon et al., 2005;Takashima, 2006)。GSK-3 最早被 發現時所得知的功能為磷酸化肝醣合成酶,使其被抑制活性,進而調 控肝醣之合成,並因此而得名。GSK-3 有兩種 isoforms,分別為 GSK-3和 GSK-3,兩者基因約有 85%的相似度。GSK-3相對於 GSK-3而言分子量比較小,由 482 個胺基酸所組成,分子量約 47 kDa。
1990 年 Woodgett 等人從牛腦的微管中純化出了 tau protein kinase 1(TPK1),其功能為磷酸化 tau 蛋白,並將其轉化為 A68-like component 之成對的螺旋蛋白細絲(Woodgett, 1990)。經定序比對後證實 TPK1 就 是 GSK-3(Ishiguro et al., 1993)。GSK-3於細胞中以及未受刺激之神
4
經元內,有持續且穩定的活性表現,調控其活性之激酶有 AKT、PKA、
PKB、PKC、p90Rsk 以及 p70 S6,這些激酶會於 GSK-3之 Ser9 的 位置進行磷酸化,因而抑制 GSK-3之活性。因此當細胞接收到生長 因子減少之訊息時,GSK-3會持續的活化,並磷酸化下游受質,進 而引響細胞之新陳代謝、基因轉錄、轉譯等(Grimes & Jope, 2001)。
GSK-3的主要蛋白結構是由-helical(residues 139–343)和
-strand(residues 25–138)所構成,其蛋白質的 N 端是由-strand 所組
成,C 端是由-helical 所組成,ATP 結合位(ATP-binding site)位於
-helical 和-strand 的交界處,GSK-3有兩個磷酸化位
(phosphorylation sites) ,在蛋白的催化活性(catalytic activity)上扮演重 要的角色,其中 Ser9 的磷酸化位被磷酸化會造成 GSK-3的活性被抑 現,過度表現 GSK-3之 transgenic mice,出現了 tau 蛋白過度磷酸化、
微管結構混亂以及記憶力損傷的現象(Lucas et al., 2001)。而 GSK-3
除了和阿茲海默症 NFTs 病徵有直接相關以外,也會間接的促進阿茲
5
海默症的另一個病徵 Amyloid plaques。研究顯示,當 GSK-3磷酸化 APP 之 Thr668 的位置,時會促進 Aβ 蛋白的產生(Lee et al., 2003)。
(三) GSK-3β 抑制劑之研發
由於 GSK-3β 於細胞訊息傳遞中扮演重要的角色,涉及到很多的 訊息傳遞路徑,像是 PI3K/AKT pathway、WNT signalling pathway、
Hedgehog pathways、Insulin signalling pathway、BDNF signalling pathway 等,所以涉及到很多疾病相關之訊息傳遞路徑,因此很多的 物,並進行了一些動物實驗,鋰可避免 transgenic mouse 腦中 tau 蛋 白的過度磷酸化(Nakashima et al., 2005),雖然鋰對於阿茲海默症在動
6
物實驗上確實有療效,但鋰已也會抑制其他的蛋白,像是 inositol monophosphatase 和 proteasome,因此很多藥商及研發人員希望能夠 進一步的篩選對 GSK-3β 具有更高的專一性的抑制劑,目前已經有研 發出一些 GSK-3β 的抑制劑,有些抑制劑作用機制為競爭 GSK-3β 的 ATP 結合位,為 ATP 競爭性抑制劑,像是 indirubins,也有非 ATP 競 爭性抑制劑,像是 thiadiazolidinones。
這些實驗證實了 GSK-3β 確實於阿茲海默症的致病病機轉中扮演重要 步加入試劑此試劑內含 Luminescence,首先,試劑先將產物 ADP 轉 換為 ATP,此時 ATP 就會與 Luminescence 反應產生冷光,冷光值即 能推算酵素之活性(附錄二)。
而我們利用此系統建立一個高通量且快速之藥篩平台,將上述反