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2011 Fiscal Year Annual Research Report

蛋白質異常凝集過程の解明とその修復機構

Research Project

Project/Area Number 20350077
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

藤井 紀子  京都大学, 原子炉実験所, 教授 (90199290)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 森本 幸生  京都大学, 原子炉実験所, 教授 (80200450)
杉山 正明  京都大学, 原子炉実験所, 教授 (10253395)
木野内 忠稔  京都大学, 原子炉実験所, 講師 (90301457)
齊藤 毅  京都大学, 原子炉実験所, 助教 (10274143)
Keywords蛋白質の異常凝集 / 白内障 / 老化 / ラセミ化 / 紫外線 / 加齢性疾患 / D-アミノ酸 / 皮膚の光老化
Research Abstract

本研究の目的は「加齢による蛋白質の異常凝集化は蛋白質構成アミノ酸のD-体化が引き金である」という仮説を証明し、D-Aspを分子指標として体内の様々な部位で共通して生じている種々の蛋白質の異常凝集を統一的に理解することである。
平成23年度は下記の項目について研究を行った。
1)蛋白質中で生じるD-β-Asp部位の立体構造上の特性
老人性白内障の水晶体から得たβB2-クリスタリンのN末端部位にAsp残基のD-β-体化部位を見出し、その部位を初めて特定、した。D-β#化し易いAsp残基は立体構造上、表面に曝されたフレキシブルな構造部分であることを初めて明らかにした。
2)水晶体以外の眼組織におけるD-β-Asp含有蛋白質の検出
我々が開発したD-β-Asp含有蛋白質抗体を用いた免疫組織染色により水晶体以外の複数の眼の組織(網膜、角膜など)でもD-β-Asp含有蛋白質が存在していることを見出した。D-β-Asp含有蛋白質はいずれも加齢に伴って生じる凝集沈着物質内に存在し、加齢性黄班変性や糖尿病など新たな疾患との関連が示唆された。
3)加齢や紫外線照射によって生じる皮膚のD-β-Asp蛋白質中の同定
我々は以前の研究でD-β-Asp含有蛋白質抗体をプロiブとした免疫組織染色により老人の顔の皮膚にD-β-Asp含有蛋白質が多量に蓄積していることを見出した。今回はマウスの皮膚に紫外線を照射し、紫外線照射量に依存してD一β-Asp含有蛋白質が増加することを免疫組織染色で確認し、その蛋白質は表皮のケラチン蛋白質である事を質量分析で決定した。また、D-β-Asp化しているケラチンは紫外線照射量に依存して非酵素的な糖の付加も同時に生じていることが明らかとなった。
4)Asp異性体を含むペプチドの迅速分析法の開発
1-3の課題を効率よく進めるための質量分析を用いた分析法を開発した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

1)βB2-クリスタリン中のD-β-Asp残基の部位の特定は初めての報告である。
2)D-β-Lsp含有蛋白質が広く加齢性疾患に蓄積しているということがわかったので、今後D-β-Aspが様々な加齢性疾患の分子指標となり得る可能性を示している。
3>紫外線照射によってケラチンはD-β-Asp化と同時に非酵素的な糖付加が生じると言う意外な結果を得た。
4)質量分析による新たなAsp異性体を含むペプチドの迅速分析が確立できた。

Strategy for Future Research Activity

蛋白質中のD一β一Asp残基の微量迅速分析法の開発をさらに推進する。従来法とは異なる迅速簡便な定量法を確立させる。それにより従来分析が困難であった不溶蛋白質の分析が可能となり当該分野は飛躍的に進展することが期待できる。

  • Research Products

    (31 results)

All 2012 2011

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (25 results)

  • [Journal Article] Simultaneous stereoinversion and isomerization at the Asp-4 residue in ssB2-crystallin from the aged human eye lenses2011

    • Author(s)
      N.Fujii, T.Kawaguchi, H.Sasaki, N.Fujii
    • Journal Title

      Biochemistry

      Volume: 50 Pages: 8628-8635

    • DOI

      10.1021/bi200983g

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] D-Amino acids in aged proteins : analysis and biological relevance2011

    • Author(s)
      N.Fujii, Y.Kaji, N.Fujii
    • Journal Title

      J.Chromatogr.B

      Volume: 879 Pages: 3141-3147

    • DOI

      10.1016/j.jchromb.2011.05.051

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Substrate stereoselectivity of mammalian D-aspartyl endopeptidase2011

    • Author(s)
      T.Kinouchi, N.Fujii, N.Fujii
    • Journal Title

      J.Chromatogr.B Analyt Technol Biomed Life Sci

      Volume: 879 Pages: 3349-3352

    • DOI

      10.1016/j.jchromb.2011.08.031

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Determination of rate constants for beta-linkage isomerization of three specific aspartyl residues in recombinant human alpha A-crystallin protein by reversed-phase HPLC2011

    • Author(s)
      Y.Sadakane, N.Fujii, K.Nakagomi
    • Journal Title

      J.Chromatogr.B

      Volume: 879 Pages: 3240-3246

    • DOI

      10.1016/j.jchromb.2011.03.020

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] UV B-irradiation enhances the racemization and isomerizaiton of aspartyl residues and production of N ε-carboxymethyl lysine (CML) in keratin of skin2011

    • Author(s)
      Y.Mori, K.Aki, K.Kuge, N.Yamanaka, S.Tajima, Y.Kaji, R.Nagai, H.Yoshii, N.Yamamoto, N.Fujii, M.Watanabe, T.Kinouchi, N.Fujii
    • Journal Title

      J.Chromatogr.B

      Volume: 879 Pages: 3303-3309

    • DOI

      10.1016/j.jchromb.2011.05.010

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 白内障発症機構の解明-タンパク質化学からのアプローチ2011

    • Author(s)
      藤井紀子
    • Journal Title

      日本白内障学会誌

      Volume: 23 Pages: 29-32

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] タンパク質中のD-アミノ酸生成:生成機構と分析法の開発2012

    • Author(s)
      藤井紀子
    • Organizer
      生命の起原および進化学会第37回学術講演会
    • Place of Presentation
      大阪薬科大学(大阪府)(招待講演)
    • Year and Date
      20120307-20120309
  • [Presentation] D-β-Aspを特異的に認識する抗体を用いた扁桃等耳鼻科領域組織の免疫組織化学的検討2012

    • Author(s)
      高橋裕一, 太田伸男, 鈴木祐輔, 欠畑誠治, 藤井紀子
    • Organizer
      生命の起原および進化学会第37回学術講演会
    • Place of Presentation
      大阪薬科大学(大阪府)
    • Year and Date
      20120307-20120309
  • [Presentation] ヒトβB2-クリスタリン中のAsp及びAsn残基のD体化とそのオリゴマー化への影響2012

    • Author(s)
      美濃岡智洋, 藤井智彦, 藤井紀子
    • Organizer
      生命の起原および進化学会第37回学術講演会
    • Place of Presentation
      大阪薬科大学(大阪府)
    • Year and Date
      20120307-20120309
  • [Presentation] 紫外線曝露による皮膚蛋白質のAsp残基の異性化とAGE化2012

    • Author(s)
      安岐健三, 森雄平, 山中奈津子, 藤井紀子
    • Organizer
      生命の起原および進化学会第37回学術講演会
    • Place of Presentation
      大阪薬科大学(大阪府)
    • Year and Date
      20120307-20120309
  • [Presentation] UV B照射によるペプチド中のアスパラギン酸残基の異性化2012

    • Author(s)
      蔡思敏, 藤井智彦, 藤井紀子
    • Organizer
      生命の起原および進化学会第37回学術講演会
    • Place of Presentation
      大阪薬科大学(大阪府)
    • Year and Date
      20120307-20120309
  • [Presentation] 質量分析を用いたタンパク質中のD-β-Asp残基の迅速分析2012

    • Author(s)
      藤井智彦, 山崎雄三, 藤井紀子
    • Organizer
      生命の起原および進化学会第37回学術講演会
    • Place of Presentation
      大阪薬科大学(大阪府)
    • Year and Date
      20120307-20120309
  • [Presentation] 白内障とアミノ酸のラセミ化2012

    • Author(s)
      藤井紀子
    • Organizer
      第38回水晶体研究会
    • Place of Presentation
      慶応大学薬学部(東京都)
    • Year and Date
      20120107-20120108
  • [Presentation] 白内障における水晶体蛋白質の化学変化2011

    • Author(s)
      藤井紀子
    • Organizer
      JSCSウインターセミナー
    • Place of Presentation
      六本木アカデミーヒルズ49F(東京都)(招待講演)
    • Year and Date
      20111203-20111204
  • [Presentation] 生命世界の右左2011

    • Author(s)
      藤井紀子
    • Organizer
      京都大学国際フォーラム2011「新たな知の統合に向けて」
    • Place of Presentation
      京大百周年記念講堂(京都府)(招待講演)
    • Year and Date
      20111015-20111016
  • [Presentation] アフリカツメガエルにおけるD-アスパラギン酸エンドペプチダーゼについて2011

    • Author(s)
      木野内忠稔、土屋勇一、山下茂、藤井紀子
    • Organizer
      第84回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      京都国際会館(京都府)
    • Year and Date
      20110919-20110924
  • [Presentation] 白内障水晶体中のクリスタリンのAsp残基の反転2011

    • Author(s)
      藤井紀子
    • Organizer
      第84回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      京都国際会館(京都府)(招待講演)
    • Year and Date
      20110919-20110924
  • [Presentation] アフリカツメガエル卵におけるD-アスパフギン酸含有タンパク質の代謝活動について2011

    • Author(s)
      木野内忠稔, 藤井紀子
    • Organizer
      第7回D-アミノ酸研究会学術講演会
    • Place of Presentation
      東京医科歯科大学(東京都)
    • Year and Date
      20110909-20110910
  • [Presentation] ヒトクリスタリン中アスパラギン酸残基の多発的D-体化2011

    • Author(s)
      坂上弘明, 藤井紀子
    • Organizer
      第7回D-アミノ酸研究会学術講演会
    • Place of Presentation
      東京医科歯科大学(東京都)
    • Year and Date
      20110909-20110910
  • [Presentation] 白内障の水晶体から得たβB2-クリスタリン中のAsp残基、Asn残基のラセミ化とその立体構造の関係2011

    • Author(s)
      美濃岡智洋, 藤井智彦, 藤井紀子
    • Organizer
      第7回D-アミノ酸研究会学術講演会
    • Place of Presentation
      東京医科歯科大学(東京都)
    • Year and Date
      20110909-20110910
  • [Presentation] MALD-TOFMSを用いたαA-クリスタリン中のAsp異性体の一斉解析2011

    • Author(s)
      藤井智彦, 山崎雄三, 藤井紀子
    • Organizer
      第7回D-アミノ酸研究会学術講演会
    • Place of Presentation
      東京医科歯科大学(東京都)
    • Year and Date
      20110909-20110910
  • [Presentation] 抗D-β-Asp含有ペプチド抗体の特異性2011

    • Author(s)
      安岐健三, 藤井智彦, 藤井紀子
    • Organizer
      第7回D-アミノ酸研究会学術講演会
    • Place of Presentation
      東京医科歯科大学(東京都)
    • Year and Date
      20110909-20110910
  • [Presentation] タンパク質中でのD-Asp生成部位の構造的特徴2011

    • Author(s)
      藤井紀子、藤井智彦、坂上弘明、美濃岡智洋、安岐健三
    • Organizer
      第7回D-アミノ酸研究会学術講演会
    • Place of Presentation
      東京医科歯科大学(東京都)
    • Year and Date
      20110909-20110910
  • [Presentation] 紫外線照射と皮膚蛋白質中のアスパラギン酸のD-体化2011

    • Author(s)
      安岐健三, 森雄平, 山中奈津子, 藤井智彦, 藤井紀子
    • Organizer
      第33回日本光医学・光生物学会
    • Place of Presentation
      大阪大学銀杏会館(大阪府)
    • Year and Date
      20110721-20110722
  • [Presentation] 白内障予防を見据えた水晶体蛋白質の化学変化の基礎研究2011

    • Author(s)
      藤井紀子
    • Organizer
      第50回日本白内障学会総会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場、福岡サンパレス(福岡県)(招待講演)
    • Year and Date
      20110617-20110619
  • [Presentation] 加齢性疾患に見られるタンパク質の異常凝集とアミノ酸のラセミ化2011

    • Author(s)
      藤井紀子
    • Organizer
      第43回日本結合組織学会学術大会第58回マトリックス研究会大会
    • Place of Presentation
      別府ビーコンプラザ(大分県)(招待講演)
    • Year and Date
      20110610-20110611
  • [Presentation] ヒト水晶体βB2-クリスタリン中のアスパラギン酸残基の異性化2011

    • Author(s)
      藤井智彦, 川口剛広, 佐々木洋, 藤井紀子
    • Organizer
      第11回日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      ホテル阪急エキスポパーク(大阪府)
    • Year and Date
      20110607-20110609
  • [Presentation] 抗D-β-ASP含有ペプチド抗体の性質2011

    • Author(s)
      安岐健二, 斉藤剛, 藤井智彦, 藤井紀子
    • Organizer
      第11回日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      ホテル阪急エキスポパーク(大阪府)
    • Year and Date
      20110607-20110609
  • [Presentation] 老人性白内障の水晶体から得たγ-クリスタリン中のAsp残基のD-体化2011

    • Author(s)
      坂上弘明, 藤井紀子
    • Organizer
      第11回日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      ホテル阪急エキスポパーク(大阪府)
    • Year and Date
      20110607-20110609
  • [Presentation] α-クリスタリンにおけるアスパラギン酸残基の異性化の条件2011

    • Author(s)
      清水健一, 喜田昭子, 藤井紀子, 三木邦夫
    • Organizer
      第11回日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      ホテル阪急エキスポパーク(大阪府)
    • Year and Date
      20110607-20110609
  • [Presentation] 蛋白質を構成するアミノ酸のラセミ化と老化2011

    • Author(s)
      藤井紀子
    • Organizer
      第22回近畿リウマチ病研究会
    • Place of Presentation
      ザ・リッツカールトン大阪(大阪府)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-08-27

URL: 

Published: 2013-06-26  

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