2022 Fiscal Year Annual Research Report
Polyphosphate-dependent protein aggregation and its biological significance
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21K19224
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
後藤 祐児 大阪大学, 大学院工学研究科, 特任研究員 (40153770)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
八木 寿梓 鳥取大学, 工学研究科, 准教授 (10432494)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2023-03-31
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| Keywords | ポリリン酸 / 脳神経変性疾患 / 生体分子 / 凝集 / 変性 / アミロイド線維 / 過飽和 / 溶解度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度に実施した研究の成果「液液相分離」：昨年度、デキストラン(DEX)とポリエチレングリコール(PEG)の混合溶液中でデキストランの形成するドロップレットが、αシヌクレインのアミロイド線維形成を強く誘導することを見出した。今年度は、デキストラン・ドロップレットがもたらす排除体積効果がアミロイド形成を促進することを示した。
研究期間全体を通じて実施した研究の成果：（１）に加え、以下の研究を実施して成果を得た。
（２）ポリリン酸の効果の分子機構：αシヌクレインに対するポリリン酸の効果を中性pHで詳細に検討した。ポリリン酸によるアミロイド線維形成には、陰イオンとして正電荷と相互作用することによって蛋白質の電荷の反発を抑制してアミロイド線維を形成する場合と、リン酸の塩析効果によってアミロイド線維を形成する場合の２つの機構があることを明らかにした。また、ポリリン酸によるアミロイド線維形成が、他の添加剤と同様に、溶解度と過飽和に基づくアミロイド線維形成によって起きることを示した。
（２）ポリリン酸と同様に多価のリン酸基を持つ化合物として、ATP、ADPなどがあり、これらはハイドロトロープと呼ばれ、疎水性基を溶かし込み、蛋白質凝集を抑制することが報告されている。本研究においてATPや関連物質のαシヌクレインに対する効果を調べた。そしてATP濃度や溶媒環境に依存して、むしろアミロイド線維の形成を促進する効果のあることを明らかにした。
（３）ポリリン酸に対する抗体作製:マレイミド基を持つポリリン酸を化学合成し、これを血清アルブミンなどのキャリア蛋白質に結合させて抗原とすることを計画し、着手した。しかしながら、マレイミド導入ポリリン酸の合成効率が悪く、抗体作製まで至らなかった。
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