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固体NMRを用いたβ2ミクログロブリンのアミロイド線維構造解析

Research Project

Project/Area Number 13J01079
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Structural biochemistry
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

宗 正智  大阪大学, 蛋白質研究所, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsアミロイド線維 / 固体NMR / ベータ2ミクログロブリン / 蛋白質構造解析 / NMR信号帰属 / 同位体ラベル / 構造解析 / β2ミクログロブリン
Outline of Annual Research Achievements

固体NMRによる蛋白質の構造解析において距離情報を正確に得るためには高感度・高分解能なスペクトルが必要であり、且つそこから得られた情報を正しく解析する必要がある。アミロイド線維の固体NMRスペクトルは、線維が高分子量複合体であることや不均一であることから、信号の分散が悪い。特にb2ミクログロブリン(b2m)はアミノ酸残基数も多く信号帰属が非常に困難であり、未だ、すべてのアミノ酸残基に対する信号帰属の報告はない。そこで、本研究では信号の重なりを緩和させるためにNMRで検出可能な同位体ラベルを部位特異的に減らしたリバースラベル蛋白質やスパースラベル蛋白質を用いた方法やコンピューターを用いた帰属計算、より確実な分子間距離情報が得られる手法やなどを用いて構造解析をおこなっている。
本年度は複雑に重なり合った信号を希釈するために1,3-13Cと2-13Cグリセロールをそれぞれ用いてラベルしたb2mの発現・精製とその線維のNMR測定をおこなった。現時点では、解析に必要なスペクトルがすべて取得できていないが、非常に分解のいいスペクトルが得られている。
また、コンピューター計算の方法として昨年度おこなったRESPLUS法に加え、ssFLYA法も取り入れ、より信頼性のある帰属計算をおこなった。それぞれの結果から得られた化学シフト値をもとにおこなった二次構造予測の結果は同じ傾向にあり、どちらの方法も信頼性のある結果であることを示唆する結果となった。
b2m線維は予想以上に複雑なスペクトルを示し、スペクトル解析が非常に困難であった。また、本年度は装置の更新や不具合により測定が思うように進まなかったこともあり、立体構造計算をするまでには至らなかったが、信号帰属のために用いた種々の方法により立体構造を決定のために非常に重要な結果が得られた。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2015 2014 2013 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (4 results) Book (1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Ultrasonication-dependent formation and degradation of α-synuclein amyloid fibrils2015

    • Author(s)
      Hisashi Yagi, Aiko Mizuno, Masatomo So, Miki Hirano, Masayuki Adachi, Yoko Akazawa-Ogawa, Yoshihisa Hagihara, Tatsuya Ikenoue, Young-Ho Lee, Yasushi Kawata, Yuji Goto
    • Journal Title

      Biochimica et Biophysica Acta

      Volume: 1854 Issue: 3 Pages: 209-217

    • DOI

      10.1016/j.bbapap.2014.12.014

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] High-throughput analysis of the ultrasonication-forced amyloid fibrillation reveals underlying mechanism of the large fluctuation in the lag time2014

    • Author(s)
      Ayaka Umemoto, Hisashi Yagi, Masatomo So, and Yuji Goto
    • Journal Title

      The Journal of Biological Chemistry

      Volume: 289 Issue: 39 Pages: 27290-27299

    • DOI

      10.1074/jbc.m114.569814

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ultrasonication : An Efficient Agitation for Accelerating the Supersaturation- Limited Amyloid Fibrillation of Proteins2013

    • Author(s)
      Yuichi Yoshimura, Masatomo So, Hisashi Yagi, and Yuji Goto
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 52 Issue: 7S Pages: 07HA01-07HA01

    • DOI

      10.7567/jjap.52.07ha01

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A common mechanism underlying amyloid fibrillation and protein crystallization revealed by the effects of ultrasonication2013

    • Author(s)
      Hiroki Kitayama, Yuichi Yoshimura, Masatomo So, et al.
    • Journal Title

      Biochimica et Biophysica Acta

      Volume: 1,834 Issue: 12 Pages: 2640-2646

    • DOI

      10.1016/j.bbapap.2013.09.016

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mechanisms of Ultrasonically Induced Fibrillation of Amyloid β1-40 Peptides2013

    • Author(s)
      Kentaro Uesugi, Hirotsugu Ogi, Masahiko Fukushima, Masalomo So, et al.
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 52 Issue: 7S Pages: 07HE10-07HE10

    • DOI

      10.7567/jjap.52.07he10

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 超音波による蛋白質のアミロイド線維形成反応の促進機構2014

    • Author(s)
      宗正智
    • Organizer
      第23回ソノケミストリー討論会
    • Place of Presentation
      秋田市にぎわい交流館AU, 秋田
    • Year and Date
      2014-10-31 – 2014-11-01
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Effects of various detergents on the amyloid fibrillation of beta2-microglobulin2014

    • Author(s)
      Masatomo So, Akira Ishii, Hisashi Yagi, Hironobu Naiki, and Yuji Goto
    • Organizer
      The 4th Asia Pacific Protein Association (APPA) Conference
    • Place of Presentation
      Jeju, Korea
    • Year and Date
      2014-05-17 – 2014-05-20
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] The Mechanism of Ultrasonication悠nduced Amyloid Fibril FormationDiscussionExperimental2013

    • Author(s)
      Masatomo So, Yuichi Yoshimura, Hisashi Yagi, Hirotsugu Ogi, et al.
    • Organizer
      第51回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      京都府・国立京都国際会館
    • Year and Date
      2013-10-29
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Structural analysis of amyloid fibril of β2-miernglaulin by solid-state NMR2013

    • Author(s)
      Masatomo So, Yoh Matsuki, Ayako Egawa, et al.
    • Organizer
      第13回日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      鳥取県・とりぎん文化会館
    • Year and Date
      2013-06-12
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Book] Advances in Organic Crystal Chemistry, Part 1, Chapter 22015

    • Author(s)
      Masatomo So, Yuichi Yoshimura, and Yuji Goto
    • Total Pages
      17
    • Publisher
      Springer
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Remarks] 大阪大学蛋白質研究所蛋白質構造形成研究室研究内容

    • URL

      http://www.protein.osaka-u.ac.jp/physical/research.html

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Remarks] 大阪大学蛋白質研究所機能構造計測学研究室研究内容

    • URL

      http://www.protein.osaka-u.ac.jp/biophys/ja_ssnmr.html

    • Related Report
      2014 Annual Research Report

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Published: 2014-01-29   Modified: 2024-03-26  

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