Exploring protein assembly mechanisms that induce amyloid nucleation

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H03224
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 43040:Biophysics-related
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: Chatani Eri 神戸大学, 理学研究科, 准教授 (00432493)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大橋 祐美子 神戸大学, 理学研究科, 特別研究員(RPD) (10422669)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 蛋白質 / アミロイド / 中間体 / 準安定 / ミスフォールディング

Outline of Final Research Achievements

Amyloid nucleation is an important initial process that conducts the onset of amyloidosis. In order to elucidate how protein molecules assemble and undergo structural changes before the emergence of amyloid nuclei, we constructed an aggregation model describing that protein monomers undergo oligomerization to form protofibrils based on light scattering data. We also conducted time-resolved tracking of the maturation process of protofibril-like aggregates into amyloid fibrils. In addition, we found gradual changes in fibril structure during the nucleation on the surface of amyloid fibrils.

Free Research Field

タンパク質科学、生物物理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

アミロイド線維の核形成は、アミロイドーシスの発症を担う重要な性質である。核が生成する前に見られるタンパク質の動態を明らかにすることは難しいが、本研究では、比較的安定な初期凝集体を捉えて観察することにより、初期段階のタンパク質の会合の特徴を明らかにすることができた。特に、オリゴマーやプロトフィブリルは神経変性疾患における病理に深く関わりがあるため、得られた成果は、タンパク質科学における学術的意義だけでなく戦略的な治療と予防法の開発にも貢献すると期待される。