家族性アルツハイマー病原因遺伝子プレセニリンの機能解析

• Project/Area Number: 12771395
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Biological pharmacy
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 富田 泰輔 東京大学, 大学院・薬学研究科, 助手 (30292957)
• Project Period (FY): 2000 – 2001
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2001)
• Budget Amount: ¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000); Fiscal Year 2001: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000); Fiscal Year 2000: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
• Keywords: プレセニリン / アルツハイマー病 / βアミロイド / セクレターゼ

Research Abstract

家族性アルツハイマー病(FAD)の発症機構を明らかにするため、プレセニリン(PS)遺伝子の変異がアルツハイマー病脳に沈着するアミロイドβペプチド(Aβ)の産生・分泌に与える影響とPS蛋白の代謝を検討した。FADに連鎖する遺伝子変異を持つPS遺伝子を培養細胞に発現させると、凝集性の高いAβ42の産生が上昇する。またPSは高度に安定化された他の蛋白を含む高分子量複合体を形成することが知られており、この複合体がAβ産生を担っているγ-secretaseであると考えられている。これまでにPSの最C末端がその代謝及びγ-secretase活性に必要であることを見出してきたが、さらにC末端部分に種間で高度に保存されているPALPモチーフを見出し、このモチーフがPS高分子量複合体形成に重要な役割を担っていることを明らかにした。さらにショウジョウバエPSの解析を行い、PSの代謝過程及びその活性が保存されており、そのメカニズムにかかわる分子も保存されている可能性を示した。PS高分子量複合体の構成因子を明らかにする目的で、新規PS結合蛋白の探索を行い、CALP/KChIP4及びSEL-10Lを見出した。また既知のPS高分子量複合体に含まれている分子であるNicastrinの代謝を検討し、その糖鎖付加状態とPSとの結合に関連があることを見出した。一方γ-secretaseの基質であるC100を大腸菌に大量発現させ、それを基質とした用いた加in vitro assay系を確立した。今後PSの代謝やその結合蛋白を同定・解析し、γ-secretase活性に対する影響をin vitro assay系を用いて検討を進め、PS複合体とγ-secretaseの関係について明らかにする。

Research Products

• [Publications] Ohya et al.: "Molecular cloning and expression of the novel splice variants of K^+ channel-interacting protein 2(KChIP2)."Biochemical and Biophysical Research Communications. 282. 96-102 (2001)
• [Publications] Iwata, et al.: "Subcellular compartment and molecular subdomain of β-amyloid precursor protein relevant to the Aβ42-promoting effects of Alzheimer mutant pesenilin 2."Journal of Biological Chemistry. 276. 21678-21685 (2001)
• [Publications] Iwata, et al.: "Neprilysin degrades both amyloid β peptide 1-40 and most effectively among thiorphan-and phosphoramidon-sensitive endopeptidases."Journal of Biological Chemistry. 276. 21895-21901 (2001)
• [Publications] Tomita, et al.: "The first proline of PALP motif at the C terminus of presenilins is obligatory for stabilization, complex formation and γ-secretase activities of presenilins."Journal of Biological Chemistry. 276. 33273-33281 (2001)
• [Publications] Maruyama et al.: "Molecular interactions between presenilin and calpain : Inhibitionm of μ-calpain protease activity by presenilin-1,2 and cleavage of presenilin-1 by μ-calpain"International Journal of Molecular Medicine. 5. 269-273 (2000)
• [Publications] Saura et al.: "The non-conserved hydrophilic loop domain of presenilin is neither required for presenilin endoproteolysis nor enhanced Aβ42 production mediated by FAD-linked PS variants."Journal of Biological Chemistry. 275. 17136-17142 (2000)
• [Publications] Houlden et al: "Variant Alzheimer's disease with spastic paraparesis and 'Cotton Wool' plaques is caused by PS-1 mutations with lead to exceptionally high Aβ concentrations"Annals of Neurology. 48. 806-808 (2000)
• [Publications] Takahashi et al: "Amyloid precursor proteins inhibit heme oxygenase activity and augment neurotoxicity in Alzheimer's disease."Neuron. 28. 461-473 (2000)