SHP099-SHP2 低分子-タンパク質複合体

ReadCrystalは、SHP099とSHP2の低分子-タンパク質複合体構造を再現し、1.9 Åの高分解能で構造解析に成功しました。

背景

SHP2（Src homology 2 containing protein tyrosine phosphatase 2）は、PTPN11遺伝子によってコードされる非受容体型のタンパク質チロシンホスファターゼ（PTP）です。

SHP2はホスファターゼとして、タンパク質チロシンリン酸化の恒常性を維持するうえで重要な役割を果たしており、RAS/RAF/MEK/ERK、PI3K/AKT、JAK/STATなど、複数の細胞内シグナル伝達経路の制御に関与しています。

そのため、SHP2の過剰な活性化は多くのがんと関連しており、がん治療薬の重要なターゲットとして注目されています。

SHP2は以下のような構造を持ちます：

1.2つのSH2ドメイン（N-SH2およびC-SH2）

2.高い保存性を持つPTP触媒ドメイン

3.2つのチロシンリン酸化部位（Tyr542およびTyr580）を含むC末端領域

非活性状態では、N-SH2ドメインがPTP触媒ドメインに結合することで自己阻害構造を形成し、ホスファターゼ活性が抑制されています。

しかし、SH2ドメインがリン酸化チロシン残基に結合すると、SHP2の構造が変化して自己阻害状態が解除され、標的タンパク質の脱リン酸化が行われます。

このように、SHP2はがん治療の有望な標的として認識されており、SHP2阻害剤の開発は抗がん剤研究の主要な分野の一つとなっています。

従来のSHP2阻害剤は、**PTP触媒活性中心（オルソステリック部位）**を標的として設計されてきましたが、PTPドメインは高度に保存されているため、選択性の低い阻害剤となる課題がありました。

この問題を解決する新たなアプローチとして、アロステリック阻害剤の開発が注目されており、SHP099はその先駆けとしてノバルティス社によって2016年に開発された世界初のSHP2アロステリック阻害剤です。

SHP099は、C-SH2、N-SH2、PTPドメインの結合部に存在するトンネル状のアロステリックポケットに結合することで、SHP2を自己阻害型の不活性状態に固定し、触媒活性を阻害します。

結果

1. タンパク質の発現および精製

本研究では、大腸菌（E. coli）BL21株を用いた発現系を採用しました。

その後、Ni-NTAアフィニティカラムによる一次精製を行い、さらにゲルろ過クロマトグラフィー（サイズ排除クロマトグラフィー）によって精製を行いました。

タンパク質の結晶化および回折データの取得

2. タンパク質の結晶化および回折データの取得

本実験では、シッティングドロップ法（座滴法）によってタンパク質結晶を作製し、

シンクロトロン放射光を用いて回折データを収集しました。

図2 SHP099-SHP2  eutecticおよび回折画像

3. 構造決定

SHP099–SHP2複合体の立体構造を1.9 Åの分解能で決定しました。

図3 SHP099-SHP2複合体の三次元構造