アミロイドーシス関連タンパク質の分子ダイナミクス

• Project Area: Molecular Science of Fluctuations toward Biological Functions
• Project/Area Number: 21107504
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 黒田 玲子 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 教授 (90186552)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000); Fiscal Year 2010: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000); Fiscal Year 2009: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
• Keywords: amyloid凝集 / 円二色性 / パーキンソン病 / アルツハイマー病 / Langmuir-Blodgett膜

Research Abstract

近年、Alzheimer(AD)やParkinson病(PD)のようなアミロイドーシスが関与する凝集体の生成機構に注目が集まってきている。タンパク質のミスフォールディングの結果として生じるamyloid fibrilに関してこれまでに多くの研究が行われているが、タンパク質が変性過程を経て凝集体へと変化する詳細なメカニズムは明らかにされていない。タンパク質高次構造はその機能発現と密接な関係があり、その揺らぎとダイナミクスを検出し、機能との関連性を明らかにすることは意義のあることである。特に、アミロイドーシスを示すADの原因たんぱく質であるβ-amyloid(Aβ)、PDの原因たんぱく質であるα-synuclein(αS)はin vitroでは脂質膜との相互作用で2次構造を変えるという報告があり、これらのプロセス及びin vitroで疾病につながる凝集状態のダイナミクスを観測することで、タンパク質のコンフォメーション変化に関する重要な知見が得られると期待される。これまで我々は異方性存在下でのキラリティー測定可能な独自の全偏光対応型分光計(UCS-1)、垂直型UCS-2及びStokes-Mueller matrix法に基づく解析法を開発してきた。本課題では、PDの原因タンパク質であるα-synucleinおよびタンパク凝集の多型モデルとして知られているinsulinについて、UCS-1及びUCS-2を用いた濃縮系でのキラリティー測定から、凝集機構についての新たな物理化学的な知見を得ることを目的とした。PDの原因タンパク質の1つであるαSの野生型(WT)-αSと家族性PD患者由来変異型の動的なタンパク質の挙動を比較すると、変異型はWTと比較して2次構造のゆらぎ(不安定性)を示唆する新たな知見を得た。この不安定性は変異型が変異し易く、凝集体を形成するトリガーの一つであると考えられた。

Research Products

• [Journal Article] CD measurements of β-amyloid (1-40) and (1-42) in the condensed phase (2011)
  • Author(s): T.Harada, R.Kuroda
  • Journal Title: Biopolymers Volume: 95 Pages: 127-134
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Chiroptical studies of amyloid-forming proteins in condensed phase and the interactions with membranes (2010)
  • Author(s): Reiko Kuroda, Takunori Harada, Natsuyo Asano, Ishrat Jahan
  • Organizer: 第4回ゆらぎ国際シンポジウム
  • Place of Presentation: 滋賀県立県民交流センターピアザ淡海
  • Year and Date: 2010-12-01
• [Presentation] 自然界における右と左-固体状態のキラリティー測定から巻貝の巻型決定まで (2010)
  • Author(s): 黒田玲子
  • Organizer: 日本化学会関東支部 キラルセンシング
  • Place of Presentation: つくば大学(招待講演)
  • Year and Date: 2010-08-30
• [Presentation] カイロモルフォロジー:キラリティーの創製、転写、増幅から測定まで (2010)
  • Author(s): 黒田玲子
  • Organizer: 日本化学会年会
  • Place of Presentation: 東大阪近畿大学(特別企画依頼講演)
  • Year and Date: 2010-03-26
• [Presentation] Molecular science of Fluctuation toward Biological Functions (2009)
  • Author(s): R.Kuroda. T.Harada, N.Asano, W.Dzwolak
  • Organizer: 第3回ゆらぎ国際シンポジウム
  • Place of Presentation: 名古屋(名古屋大学)(招待講演)
  • Year and Date: 2009-12-20
• [Book] メデイカルバイオ別冊 揺らぎと生体機能 (2010)
  • Author(s): 黒田玲子
  • Publisher: オーム社
• [Remarks]
  • URL: http://bio.c.u-tokyo.ac.jp/labs/kuroda/results.htm
• [Remarks]
  • URL: http://bio.c.u-tokyo.ac.jp/labs/kuroda/results.htm