蛍光分光法と原子間力顕微鏡によるシスプラチンとカドヘリンの相互作用に関する研究

Study on the Interactions Between Cisplatin and Cadherin by Fluorescence Spectrometry and Atomic Force Microscopy.

抄録

シスプラチンは、臨床におけるがん化学療法において重要な白金製剤である。シスプラチンの主な標的が核DNAであることはよく知られている。しかし、最近の研究では、白金製剤が人体のいくつかの重要な機能性タンパク質に作用する可能性があることが示されている。E-カドヘリンは新たに発見された糖タンパク質であり、いくつかの腫瘍の発生と進展の重要な徴候とみなされている。本研究では、蛍光分光法と原子間力顕微鏡（AFM）を用いて、シスプラチンとE-カドヘリンの相互作用を調べた。蛍光分析の結果、シスプラチンはE-カドヘリンの蛍光を効率的に消光することが示された。計算された結合定数Kは3.20×10(25℃)、1.36×10(31℃)、8.22×10 L mol(37℃)であった。これらの結果から、シスプラチンのE-カドヘリンに対する蛍光消光効果は静的消光であることが明らかとなった。得られた熱力学的パラメータΔH<0、ΔS<0、ΔG<0は、シスプラチンのE-カドヘリンへの結合が水素結合とファンデルワールス力に支配された自発的な過程であることを示している。AFMの結果から、E-カドヘリンは互いに絡み合って球状鎖構造を形成していることが明らかになった。シスプラチンの添加は、E-カドヘリン分子のインターレース構造を著しく破壊する。

Cisplatin is an important platinum drug in cancer chemotherapy in clinical practice. It is well established that the main target of cisplatin is nuclear DNA. However, recent studies have demonstrated that platinum drugs may act on some important functional proteins in the human body. E-cadherin is a newly discovered glycoprotein that has been regarded as an important sign of the occurrence and development of some tumors. This study examines the interactions between cisplatin and E-cadherin by fluorescence spectrometry and atomic force microscopy (AFM). The fluorescence spectrometry results indicated that cisplatin can efficiently quench the fluorescence of E-cadherin. The calculated binding constant K was 3.20 × 10 (25 ℃), 1.36 × 10(31 ℃), and 8.22 × 10 L mol (37 ℃). These results reveal that the fluorescence quenching effect of cisplatin on E-cadherin is static quenching. The obtained thermodynamic parameters ΔH < 0, ΔS < 0, and ΔG < 0, indicate that the binding of cisplatin on E-cadherin is a spontaneous process dominated by hydrogen bonds and Van der Waals forces. The AFM results revealed that E-cadherins are interlaced with each other to form a spherical-chain structure. The addition of cisplatin can significantly disrupt the interlaced structure of the E-cadherin molecules.