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金ナノ粒子をモデルとした、生体内でのアミロイド線維形成機構の解明

Research Project

Project/Area Number 15J03570
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Biophysics
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

牟田 寛弥  大阪大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2017: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2016: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords核磁気共鳴 / アミロイド / 金ナノ粒子 / アミロイド線維 / 核磁気共鳴法 / 蛋白質物性 / 金のナノ粒子
Outline of Annual Research Achievements

卵白リゾチーム(Hen Egg White Lysozyme)の線維形成を、酢酸緩衝液を終濃度25mM加えてpHを4.8付近に調製し、2,2,2-トリフルオロエタノールを終濃度50%(体積分率)加え、チオフラビンTを終濃度5μM加えた溶液条件で行った。金のナノ粒子は、終濃度で0から250nMの広い濃度範囲で加え、その効果を検証した。線維形成によるチオフラビンTの蛍光値の上昇を、超音波照射装置を組み込んだ蛍光高度計により観察した結果、すべての金ナノ粒子の濃度領域において、線維形成が促進されることを確認した。今回検証したリゾチームの線維形成に対する金のナノ粒子の効果を、ヘパリ
ンや塩化ナトリウム、硫酸ナトリウムなどの様々な添加物の効果とともに学術論文として纏め、学術雑誌に掲載済みである。
また、並行して進めていた、「様々なアミロイド性ペプチドが混在する複雑な系におけるアミロイド線維形成機構の解明」というテーマでも大きな進展があった。
こちらでは、透析アミロイドーシスに関連する蛋白質であるβ2-ミクログロブリン(β2m)と、そのアミロイド原生の高い配列をAchromobacterプロテアーゼI(API)により切り出した加水分解断片(K1,K2,K3,…,K9)について着目している。特に興味深いのは、加水分解断片の混合物中でのK3断片の凝集が、K3断片単独の凝集に比べて遅れる傾向にあること。そして、β2m全長とK3断片の両分子種が混在すると互いの線維形成能を弱め合う現象を確認した。これら現象を、副次的な蛋白質間相互作用が存在した場合の線維形成に対する影響の典型例であると考え、核磁気共鳴法(NMR)を用いて、K3断片とβ2m全長の結合様式を議論できる結果も得られた。こちらも学術論文として投稿する予定である。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2017 2016 2015

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Heparin-dependent aggregation of hen egg white lysozyme reveals two distinct mechanisms of amyloid fibrillation2017

    • Author(s)
      Nitani Ayame、Muta Hiroya、Adachi Masayuki、So Masatomo、Sasahara Kenji、Sakurai Kazumasa、Chatani Eri、Naoe Kazumitsu、Ogi Hirotsugu、Hall Damien、Goto Yuji
    • Journal Title

      Journal of Biological Chemistry

      Volume: 292 Issue: 52 Pages: 21219-21230

    • DOI

      10.1074/jbc.m117.813097

    • NAID

      120006557632

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Salt-induced formations of partially folded intermediates and amyloid fibrils suggests a common underlying mechanism2017

    • Author(s)
      Goto Yuji、Adachi Masayuki、Muta Hiroya、So Masatomo
    • Journal Title

      Biophysical Reviews

      Volume: 10 Issue: 2 Pages: 493-502

    • DOI

      10.1007/s12551-017-0370-7

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Variation of free-energy landscape of the p53 C-terminal domain induced by acetylation: Enhanced conformational sampling.2016

    • Author(s)
      Iida S, Mashimo T, Kurosawa T, Hojo H, Muta H, Goto Y, Fukunishi Y, Nakamura H, Higo J.
    • Journal Title

      Journal of Computational Chemistry

      Volume: 37 Pages: 2687-270

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Amyloid Fibrillation in Promiscuous Systems Containing Various Amyloidgenic Peptides2017

    • Author(s)
      Hiroya Muta, Masatomo So, Kazumasa Sakurai, and Yuji Goto
    • Organizer
      第17回蛋白質科学会年会 仙台国際センター 2017年6月20日―22日
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Amyloid Fibrillation in Promiscuous Systems Containing Various Amyloidgenic Peptides2017

    • Author(s)
      Hiroya Muta, Masatomo So, Kazumasa Sakurai, and Yuji Goto
    • Organizer
      第55回生物物理学会年会 つくば国際会議場 2017年9月19日―21日
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 「複数のアミロイド性ペプチドの混在する複雑な系におけるアミロイド線維形成機構」2016

    • Author(s)
      牟田 寛弥,宗 正智, 櫻井 一正,後藤 祐児
    • Organizer
      第54回生物物理学会
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場(茨城県、つくば市)
    • Year and Date
      2016-11-25
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 「過飽和に支配されたアミロイド線維形成の超音波による促進」2016

    • Author(s)
      牟田 寛弥,李 映昊,Jozef Kardos,林 雨曦, 八木 寿梓,宗 正智, 櫻井 一正,後藤 祐児
    • Organizer
      第25回ソノケミストリー研究会
    • Place of Presentation
      富山大学五福キャンパス(富山県、富山市)
    • Year and Date
      2016-10-21
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 「Amyloid Fibrillation in Promiscuous Systems Containing Various Amyloidgenic Peptides」2016

    • Author(s)
      Hiroya Muta, Masatomo So, Kazumasa Sakurai, and Yuji Goto
    • Organizer
      The 27th International Conference on Magnetic Resonance in Biological Systems
    • Place of Presentation
      京都国際会議場(京都府、京都市)
    • Year and Date
      2016-08-21
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 「複数のアミロイド性ペプチドの混在する複雑な系におけるアミロイド線維形成機構」2016

    • Author(s)
      牟田 寛弥,宗 正智, 櫻井 一正,後藤 祐児
    • Organizer
      第16蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場(福岡県、福岡市)
    • Year and Date
      2016-06-07
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 複数のアミロイド性ペプチドの混在する複雑な系におけるアミロイド線維形成機構2016

    • Author(s)
      牟田寛弥
    • Organizer
      第16回日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場
    • Year and Date
      2016-06-07
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Supersaturation-limited Amyloid Fibrillation2015

    • Author(s)
      Hiroya Muta
    • Organizer
      JSPS London Project
    • Place of Presentation
      University College London
    • Year and Date
      2015-09-27
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 複数のアミロイド性ペプチドの混在する複雑な系におけるアミロイド線維形成機構2015

    • Author(s)
      牟田寛弥
    • Organizer
      第53回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      金沢大学角間キャンパス自然科学本館
    • Year and Date
      2015-09-13
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 複数のアミロイド性蛋白質の混在する複雑な系におけるアミロイド線維形成機構2015

    • Author(s)
      牟田寛弥
    • Organizer
      第15回日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      徳島県郷土文化会館あわぎんホール
    • Year and Date
      2015-06-24
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

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Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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