Mechanism and Thermodynamics of Interaction of Thymidylate Synthase with 5-Fluoro-2'-deoxyuridylate

Abstract

본 논문에서는 항암제로서 널리 쓰이는 5-fluoro-2'-deoxyuridylate(FdUMP)와 그 target이 되는 thymidylate synthase(TS)의 상호작용의 기전을 열역학적인 방법을 이용하여 연구하였다. 이들의 작용은 우선 비공유결합 상태의 복합체를 이룬뒤 다시 공유결합적 형태를 이루는 단계를 거치는데 이때의 전환속도는 25℃에서 0.6s??이었다. 또한 이때 비공유결합 상태의 복합체에서 CH₂H₄folate가 떨어져 나가는 유리 상수의 크기는 1uM이었다. 공유결합적 형태를 이루는데 쓰이는 열역학적 변수들은 각각 활성화 에너지 변화가 20kcal/mol, 자유 에너지 변화가 17.9kcal/mol, 엔탈피 변화가 19.3kcal/mol, 그리고 엔트로피 변화가 0.005kcal/mol/deg 였다. 비공유결합 상태의 복합체와 공유결합적 형태 사이의 평형상수는 2×10?이었으며 공유결합 상태의 복합체에서 CH?H?folate가 떨어져 나가는 최종 유리 상수의 크기는 10?M이었다. 이상의 결과 및 UV difference spectrum의 결과로 미루어 볼때 CH₂H₄folate 결합에너지의 일부가 5-iminium ion 중간물질의 형성에 쓰이고 있으며, 이러한 5-iminium ion 중간 물질의 형성 반응은 CH₂H₄folate의 N-10 위치에서의 general-acid catalysis및 비공유결합 상태의 TS-FdUMP-CH₂H₄folate 복합체내의 특정 부위의 변화에 의해서 촉진되어지는 것으로 추정된다.

본 논문에서는 항암제로서 널리 쓰이는 5-fluoro-2'-deoxyuridylate(FdUMP)와 그 target이 되는 thymidylate synthase(TS)의 상호작용의 기전을 열역학적인 방법을 이용하여 연구하였다. 이들의 작용은 우선 비공유결합 상태의 복합체를 이룬뒤 다시 공유결합적 형태를 이루는 단계를 거치는데 이때의 전환속도는 25℃에서 0.6s??이었다. 또한 이때 비공유결합 상태의 복합체에서 CH₂H₄folate가 떨어져 나가는 유리 상수의 크기는 1uM이었다. 공유결합적 형태를 이루는데 쓰이는 열역학적 변수들은 각각 활성화 에너지 변화가 20kcal/mol, 자유 에너지 변화가 17.9kcal/mol, 엔탈피 변화가 19.3kcal/mol, 그리고 엔트로피 변화가 0.005kcal/mol/deg 였다. 비공유결합 상태의 복합체와 공유결합적 형태 사이의 평형상수는 2×10?이었으며 공유결합 상태의 복합체에서 CH?H?folate가 떨어져 나가는 최종 유리 상수의 크기는 10?M이었다. 이상의 결과 및 UV difference spectrum의 결과로 미루어 볼때 CH₂H₄folate 결합에너지의 일부가 5-iminium ion 중간물질의 형성에 쓰이고 있으며, 이러한 5-iminium ion 중간 물질의 형성 반응은 CH₂H₄folate의 N-10 위치에서의 general-acid catalysis및 비공유결합 상태의 TS-FdUMP-CH₂H₄folate 복합체내의 특정 부위의 변화에 의해서 촉진되어지는 것으로 추정된다.