酸化LDL受容体蛋白質LOX-1のリガンド認識機構の精密解明と診断技術への応用

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20390012
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 楯 真一 Hiroshima University, 理学研究科, 教授 (20216998)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 町田 幸子 (独)農業・食品産業技術総合研究機構, 食品バイオテクノロジー研究領域, ユニット長 (30353981) ; 三森 文行 (独)国立環境研究所, 化学環境研究領域, 室長 (90125229)
• Keywords: 動脈硬化 / 受容体蛋白質 / MRI

Research Abstract

本年度は,以下の研究成果を得た.
1. LOX-1に結合能を持つリポソームの調製:DOPGを用いてSUV(small unilamellar vesicle)を調製した.粒子サイズをLDL粒子よりもやや大きめの直径100nmのリポソームを調製することが可能となった.DOPGで表面電荷を負に帯電させているために,LOX-1に対して強い親和性を持つことが期待された.His-tagをN末端付加したLOX-1をCo2+-レジンに吸着させたプレートを準備し,酸化LDLと上記のDOPG-SUVとの間での結合競合実験を行った.その結果,DOPG-SUVは1分子あたり酸化LDLの100-1000倍の親和性を持つことか分かつた.これは,粒子サイズが大きいためにSUVの方が一度に多くのLOX-1と相互作用できるためと考えられる.さらに特異性をあげるためにApoB-100ペプチドをドープしたSUVの調製を進めている.
2. LOX-1の細胞表面上でのクラスター形成機構:LOX-1がプラズマ膜上ではろlipid raft上に集積することを確認した.また,この集積過程にはLOX-1のパルミトイル化が関与すると考えたが,実験から,この可能性は否定された.LOX-1に対して高い親和性を示すApoB-100蛋白質中の酸化生成物が,両親媒性ヘリックス部のリジンがアセチル化されたものであることを実験的に明らかにした.
3. MRI画像法の開発:フェリチンを用いたT2緩和時間の差に基づく画像法を確立した.また、フェリチンのアガロースゲル試料を用いてゲル中の水のT2緩和に対する鉄と、分子運動の寄与を分離する実験式を得た。これにより分子運動の制限された生体中においてもフェリチン鉄濃度を定量できる道が開けた。

Research Products

• [Journal Article] Prorine cis/trans isomerase Pinl regulates peroxisome proliferator-activated receptor g activity through the direct binding to the AF-1 domain (2010)
  • Author(s): Fujimoto, Y, Shiraki, T., Horiuchi, Y., Waku, T., Shigenaga, A., Otaka, A., Ikura, T., Igarashi, K., Aimoto, S., Tate, S., Morikawa, K.
  • Journal Title: J.Biol.Chem. 285 Pages: 3126-3132
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Coupling effects of distal loops on structural stability and enzymatic activity of Escherichia coli dihydrofolate reductase revealed by deletion mutants (2010)
  • Author(s): Horiuchi, Y., Ohmae, E., Tate, S., Gekko, K
  • Journal Title: Biochimica et Biophysica Acta 1804 Pages: 846-855
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A new method for cleavage of silicon-carbon linkers on glass plate supports with applications to solid-phase syntheses on silica resins (2010)
  • Author(s): T.Terauchi, S.Machida, S.Komba
  • Journal Title: Tetrahedron Letters 51 Pages: 1447-1449
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] MRIの原理と装置の構成 (2010)
  • Author(s): 三森文行
  • Journal Title: 「MRI安全性の考え方」(日本磁気共鳴医学会安全性委員会編) Pages: 24-35
• [Journal Article] Comprehensive secondary-structure analysis of disulfide variants of lysozyme by synchrotron-radiation vacuum-ultraviolet circular dichroism (2009)
  • Author(s): Matsuo, K., Watanabe, H., Tate, S., Tachibana, H., Gekko, K
  • Journal Title: Proteins 77 Pages: 191-201
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Phosphorylated intrinsically disordered region of fact masks its nucleosomal DNA binding elements (2009)
  • Author(s): Tsunaka, Y., Toga, J., Yamaguchi, H., Tate, S., Hirose, S., Morikawa, K.
  • Journal Title: J.Biol.Chem. 284 Pages: 24610-24621
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cloning and Characterization of Dihydrofolate Reductases from Deep-Sea Bacteria (2009)
  • Author(s): Murakami, C., Ohmae, E., Tate, S., Gekko, K., Nakasako, K., Kato, C.
  • Journal Title: J.Biochem.(Tokyo) 147 Pages: 591-599
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Minimum stable structure of the receptor for advanced glyction end products possesses multi ligand binding ability (2009)
  • Author(s): M.Kumano-Kuramochi, M.Ohnishi-Kameyama, Q.Xie, S.Niimi, S.Komba, S.Machida
  • Journal Title: Biochem.Biophys.Res.Commun. 386 Pages: 130-136
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] UCHP methods for oligosaccharide combinatorial library synthesis (2009)
  • Author(s): S.Komba, S.Machida
  • Journal Title: J.Carbohydrate Chemistry 28 Pages: 369-393
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Qutantification of the regional non-hemin iron in human brain in vivo through the apparent transverse relaxation rate of the tissue water at 4.7T. (2009)
  • Author(s): Mitsumori, F., Watanabe, H., Takay, N.
  • Journal Title: Proc.Intl.Soc.Magn.Reson.Med. 17 Pages: 4464-4464
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] T2 correction and quantification method on highly resolved 2D constant time 1H spectra in human brain using 2D FT of shared time domaindata (2009)
  • Author(s): Watanabe, H., Takaya, N., Mitsumori, F.
  • Journal Title: Proc.Intl.Soc.Magn.Reson.Med. 17 Pages: 2388-2388
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Visualization of seminiferous tubles in rat testes in normal and diseased conditions by high-resolution magnetic resonance imaging (2009)
  • Author(s): Yamaguchi, M., Mitsumori, F., Takaya, N., Watanabe, H., Minami, M.
  • Journal Title: Magn.Reosn.Med. 62 Pages: 637-644
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Estimation of brain iron concentration in vivo using a linear relationship between regional iron and apparent transverse relaxation rate of the tissue water at 4.7T (2009)
  • Author(s): Mitsumori, F., Watanabe, H., Takaya, N.
  • Journal Title: Magn.Reson.Med. 62 Pages: 1326-1330
  • Peer Reviewed
• [Presentation] NMRによる蛋白質の構造揺らぎと機能制御相関の観測 (2010)
  • Author(s): 楯真一
  • Organizer: 新学術領域研究シンポジウム「蛋白質の基質結合や構造変化における分子揺らぎの意義を討論する会」
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2010-03-04
• [Presentation] Ligand-induced protein structural changed revealed by orientation induced TROSY shift changes (2009)
  • Author(s): Shin-ichi Tate
  • Organizer: 第48回NMR討論会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2009-11-11
• [Presentation] フェリチン水溶液およびゲル試料における水の横緩和速度 (2009)
  • Author(s): 高屋展宏, 三森文行, 渡邊英宏
  • Organizer: 第48回NMR討論会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2009-11-11
• [Presentation] 時間領域データの共有再構成を用いたT2計測による定量的ヒト脳内2D CT-PRESS (2009)
  • Author(s): 渡邊英宏, 高屋展宏, 三森文行
  • Organizer: 第48回NMR討論会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2009-11-11
• [Presentation] NMRによるヌクレオソームシャペロンタンパク質HMGB2のドメイン相対配向解析 (2009)
  • Author(s): 上脇準一, 森内寛, 楯直子, 楯真一
  • Organizer: 第48回NMR討論会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2009-11-10
• [Presentation] DIORITE法を用いた高分子量タンパク質のドメイン相対配向解析 (2009)
  • Author(s): 岸本浩一, 田中利好, 河野俊之, 楯真一
  • Organizer: 第48回NMR討論会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2009-11-10
• [Presentation] NMRによるヌクレオソームシャペロンタンパク質HMGB2のドメイン相対配向解析 (2009)
  • Author(s): 上脇準一, 森内寛, 楯直子, 楯真一
  • Organizer: 2009年度日本化学会西日本大会
  • Place of Presentation: 愛媛
  • Year and Date: 2009-11-08
• [Presentation] Protein structural dynamics and function relationships revealed by NMR spectroscopy (2009)
  • Author(s): Shin-ichi Tate
  • Organizer: 第47回日本生物物理学会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2009-10-31
• [Presentation] MRIを用いる生体鉄の無侵襲計測 (2009)
  • Author(s): 三森文行
  • Organizer: 第1回日本安定同位体・生体ガス医学応用学会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2009-10-30
• [Presentation] HMGB2タンパク質に含まれる2つのドメインの溶液中における相対配向の決定 (2009)
  • Author(s): 上脇準一, 森内寛, 楯直子, 楯真一
  • Organizer: 第82回日本生化学会大会 シンポジウム
  • Place of Presentation: 徳島
  • Year and Date: 2009-10-29
• [Presentation] 酸化LDL受容体蛋白質LOX-1の構造機能特性と本来の役割 (2009)
  • Author(s): 楯真一
  • Organizer: 第82回日本生化学会大会 シンポジウム
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2009-10-21
• [Presentation] Transverse relaxation of the tissue water in human brain in predominatly determined by iron and macromolecules (2009)
  • Author(s): 三森文行
  • Organizer: The 7^<th> Biannual Minnesota Workshops on High Field MR Imaging and Spectroscopy & Magnetic Resonance Imaging of Brain Function
  • Place of Presentation: Minnesota, USA
  • Year and Date: 2009-10-08
• [Presentation] ヒト脳内水分分布の定量イメージングをめざしたRF分布補正の検討 (2009)
  • Author(s): 渡邊英宏, 高屋展宏, 三森文行
  • Organizer: 第37回日本磁気共鳴医学会大会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2009-10-02
• [Presentation] 19, 3, 4.7, 7Tにおけるヒト脳のT2緩和と鉄 (2009)
  • Author(s): 三森文行, 渡邊英宏, 高屋展宏
  • Organizer: 第37回日本磁気共鳴医学会大会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2009-10-01
• [Presentation] 高磁場MRI装置は低磁場機を兼ねるか? (2009)
  • Author(s): 三森文行, 渡邊英宏, 高屋展宏
  • Organizer: 第37回日本磁気共鳴医学会大会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2009-10-01
• [Presentation] フェリチン水溶液とゲルのT2緩和 (2009)
  • Author(s): 高屋展宏, 三森文行, 渡邊英宏
  • Organizer: 第37回日本磁気共鳴医学会大会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2009-10-01
• [Presentation] 高感度高分解1H MRSの定量化方法の開発-時間領域データの共有再構成を用いた定量的2D CT-PRESS法 (2009)
  • Author(s): 渡邊英宏, 高屋展宏, 三森文行
  • Organizer: 第37回日本磁気共鳴医学会大会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2009-10-01
• [Presentation] NMRを用いたKcsAイオンチャネル開閉に伴う分子形態変化観測-試料調製の最適化とNMRスペクトル解析 (2009)
  • Author(s): 網田宏一, 楯真一
  • Organizer: 特定領域シンポジウム「イオンチャネルの構造ダイナミクスII」
  • Place of Presentation: 福井
  • Year and Date: 2009-08-31
• [Presentation] NMRによる高分子量タンパク質分子形態変化観測技術-新たなタンパク質立体構造情報利用技術の開発に向けて (2009)
  • Author(s): 楯真一
  • Organizer: 大阪大学蛋白質研究所セミナー「実験と計算機科学で解明する蛋白質機能構造」
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2009-07-31