2021 Fiscal Year Research-status Report

Redox reguration of self-organized peptides

Research Project

Project/Area Number	20K12655
Research Institution	Meiji University
Principal Investigator	平岡和佳子明治大学, 理工学部, 専任教授 (00212168)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords	機能性ペプチド / プリオンペプチド / アミロイドベータ / レドックス制御 / 電子スピン共鳴法
Outline of Annual Research Achievements	本研究は，ペプチドの自己組織化を金属により制御することで，その構造を多様化し，金属中心とレドックス関連分子との結合・反応性を制御することで，生化学や医学への応用を目指すものである。２１年度は，参加予定であった一部国外の学会がコロナ禍により実施されず，本研究に関する対面での情報収集が不足した面はあるが，web実施の国内外学会に参加することで研究内容に関する中間成果の報告を実施・情報収集を行っている。また実験の実施状況については，概ね良好であった。本研究の研究対象試料として，神経変性性疾患に関与すると考えられているタンパク質であるプリオンタンパク質(PrP)及びアミロイドβタンパク質(Aβ)，およびレドックス制御タンパク質より抽出したペプチド配列を選択し，設計・作成を行った。ペプチド－二価金属結合性についてUV-VISスペクトロスコピー，電子スピン共鳴法，CD等の各種分光学的解析を実施した。これらの結果に基づき，ペプチド－二価金属のレドックス制御に関わるアッセイ系の確立を実施した。酸化ストレス物質としては，スーパーオキシド，ヒドロキシルラジカル，過酸化水素に着目し，これらの物質のアッセイ系としては，SOD様活性化学測定系，ヒドロキシルラジカル検出のための電子スピン共鳴－スピントラッピング法，過酸化水素検出のための蛍光測定法の実施を行った。また，これらのペプチド金属結合体の毒性及び生物効果をアッセイするため，ヒトガン細胞・骨髄由来培養細胞等を用いた測定を実施中である。以上の系を用いた手法の一部については，別途記載の国内学会・国際学会において発表を行った。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason ２１年度は，参加予定であった国外の学会がコロナ禍によりｗｅｂ実施となり，本研究に関する対面での情報収集が不足した面はあるが，実験の実施状況については，概ね良好であった．
Strategy for Future Research Activity	今後の研究の推進方策としては，今年度が最終年度となるため，レドックス制御アッセイモデルの確立が残っている．当初は，実験動物を使用したアッセイモデル系の確立までを視野に入れていたが，培養細胞系での実験系をまずは検討する予定である．１．自己組織化ペプチドの相互作用の定量と構造変化の解析：ペプチド鎖の金属結合による二次構造の変化は、引き続き，各種分光学的解析による定量化を行う。２．自己組織化ペプチドにおける酵素反応発現の試み：各種レドックス分子と金属結合ペプチドとの反応性について２１年度に確立した各種のアッセイ系により，検証を実施していく。３．アッセイモデルの確立：金属結合による特異的変性を示すプリオンペプチド・アミロイドペプチド鎖を用いて、病因と関連した特異的金属に競合する金属の導入を試み、変性に関連した各種の測定結果に対する影響を評価する。さらに変性抑制治療薬のモデルとして、細胞内への導入分子を結合することなどにより、細胞内での毒性試験を実施する９weｗ＠３．。
Causes of Carryover	当初予定していた液体ヘリウムが導入されなかったことと，電子スピン共鳴装置が長期間修理状態にあったことから，支出計画を下回った。今年度については，世界状況により継続して液体ヘリウムの導入が困難になることから，当該予算を他研究所でのヘリウム使用実験の旅費，消耗品に振り替える計画である。