2016 Fiscal Year Annual Research Report
Mechanism of abnormal protein aggregation in the age-related diseases and the study of the restoration
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25288075
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
藤井 紀子 京都大学, 原子炉実験所, 教授 (90199290)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
加治 優一 筑波大学, 医学医療系, 准教授 (50361332)
大神 信孝 名古屋大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (80424919)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | D-アミノ酸 / 老化 / 蛋白質 / 異常凝集 / 加齢性疾患 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
蛋白質はL-アミノ酸のみから構成されているために正しい折りたたみ構造を形成し、その機能を発揮している。しかし、近年、白内障、アルツハイマー病等、種々の加齢性疾患の原因蛋白質中にDβ-アスパラギン酸（Asp）が蓄積していることが明らかとなってきた。蛋白質中にDβ-Aspが生成されると蛋白質の高次構造が乱れ、異常凝集が生じる。上記の疾患では、Dβ-Asp含有蛋白質の蓄積→蛋白質の異常凝集化→蛋白質の不溶化→疾患発症に至る過程が共通している。本研究では、1）液体クロマトグラフ質量分析装置を用いた蛋白質中のAsp残基の異性化部位を特定する方法を開発し、2）水晶体の不溶化蛋白質中で水晶体主成分のαA- αB-, βA3- クリスタリンの特定部位のAsp残基が正常なLα- Asp残基からLβ-、Dα-、Dβ-体へと著しく異性化していること、3）Asp残基の異性化がα-Cry会合体を不安定化させ異常凝集化やモノマーへの解離を惹起することを発見した。4）次にRNase A（1-124）中のAsp121残基に4種のAsp異性体を導入したRNase Aを作成をした。その方法はRNase Aの1-109までの配列を蛋白質発現法により合成し、RNase Aの110-124まではAsp121をLα-、Lβ-、Dα-、Dβ-体に置き換えたペプチドで化学合成し両者を連結させた。これら4種類のAsp異性体含有RNase Aの活性を測定したところ、Lα-Asp を導入したRNase A のみが酵素活性を有し、Lβ-、Dα-、Dβ-Asp を導入したRNase Aでは活性が完全に失われることが明らかとなった。この結果から蛋白質中のたった1残基のAsp残基異性体の存在により、蛋白質の機能が劇的に変化することが初めて明らかとなった。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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