2019 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of thermal fluctuation associated with structural transition from amorphous aggregation to amyloid fibrillation
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17K07363
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
笹原 健二 大阪大学, 蛋白質研究所, 特任講師(常勤) (20432495)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | アミロイド / 蛋白質凝集 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1.透析アミロイドーシス関連の99残基からなる蛋白質β2ミクログロブリンを用い、NaCl存在下での蛋白質の加熱によるunfoldingとmisfoldingの関係を明らかにした。蛋白質は、Unfoldingによって変性状態となり、misfoldingによってアミロイド線維を形成する。アミロイド線維が形成される効率は、NaCl濃度とunfolding状態に及ぼす外部からの摂動(攪拌)によって決まることを明らかにした。温度軸とNaCl濃度軸に対して、蛋白質のfolding/unfolding領域と摂動を加えたときに観察されるmisfolding領域を相図としてまとめた。
２.生体内に存在するポリリン酸は、蛋白質のアミロイド線維形成を著しく促進する機能を持つと報告されているが、詳細な機構は明らかではない。β２ミクログロブリンのアミロイド線維形成に及ぼすポリリン酸の濃度・鎖長依存性を調べ、次に蛋白質とポリリン酸の親和性を熱量計を用いて解析した。その結果、蛋白質分子がポリリン酸により脱水和されることでアミロイド線維が促進される新たな機構が明らかになった。
３.蛋白質の構造揺らぎとアミロイド線維形成との関係を明らかにするため、モデル蛋白質である鶏リゾチームのアミロイド線維形成に及ぼすポリリン酸の効果を詳細に検討した。ポリリン酸の蛋白質分子への結合後、蛋白質分子は、脱水和された構造的に揺らぎの大きい状態をとることが分光学的、熱力学的解析結果から明らかになった。更に、この構造的揺らぎは、蛋白質の溶解限界領域で最も大きくなり、この状態に攪拌などの摂動を与えると、規則構造を持たないアモルファス凝集を回避して効率よくアミロイド線維が形成されることが明らかになった。得られた結果を基に、蛋白質の構造揺らぎによる新たなアミロイド線維形成モデルを提示した。
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Research Products
(8 results)
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[Journal Article] Isoelectric point-amyloid formation of α-synuclein extends the generality of the solubility and supersaturation-limited mechanism2020
Author(s)
Furukawa K, Aguirre C, So M, Sasahara K, Miyanoiri Y, Sakurai K, Yamaguchi K, Ikenaka K, Mochizuki H, Kardos J, Kawata Y, Goto Y
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Journal Title
Current Research in Structural Biology
Volume: 2
Pages: 35-44
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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