Innovative Research Visualizing Aging in Protein Molecules

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K11646
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 59040:Nutrition science and health science-related
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Takata Takumi 京都大学, 複合原子力科学研究所, 准教授 (80379007)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: クリスタリン / 白内障 / アスパラギン酸 / 翻訳後修飾 / 異性化

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study was to define isomerized aspartic acid residues (isomerized Asp) in proteins as novel molecular markers of protein aging, and to develop a comprehensive and highly sensitive quantitative analysis method for isomerized Asp that will make this possible. As a result, we improved a comprehensive screening method for isomeric Asp sites in human lens proteins (αA-crystallin and αB-crystallin), which accumulate with aging, and developed a highly sensitive quantitative analysis method for each. Using these methods, we confirmed that the isomerization rate increases with aging, and showed how useful Asp isomerization is in "visualization of aging phenomena at protein localities".

Free Research Field

生化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

蛋白質中の異性化Aspを、従来より高い感度で測定する手法を開発した。これを眼球内の水晶体組織へと用いて、加齢に順じて増加する異性化Asp部位（水晶体蛋白質の年齢と定義できる部位）を複数見つけた。また、蛋白質の機能低下との関連性が示されたことから、本手法により評価することができる異性化Asp存在量は、それを含む蛋白質の状態を評価することにつながる可能性がある。代表的な加齢性疾患の原因となる部位には、蛋白質の異常凝集物が蓄積しているため、本手法のさらなる改良や応用が様々な加齢性疾患の早期発見、早期治療への指標となることが期待される。