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蛋白質活性に係わる分子間相互作用の固体NMRによる研究―βアミロイドを一例として

研究課題

研究課題/領域番号 09J01128
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 生物生産化学・生物有機化学
研究機関東北大学 (2011)
京都大学 (2009-2010)

研究代表者

増田 裕一  東北大学, 大学院・薬学研究科, 助教

研究期間 (年度) 2009 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2011年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2010年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2009年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードアミロイド / 固体NMR / メチオニン / 硫黄 / ラジカル / 凝集 / 神経細胞毒性 / 酸化ストレス / βアミロイド / クルクミン / オリゴマー / βシート / 立体構造解析 / アルツハイマー病 / β-シート
研究概要

アルツハイマー病因ペプチドである42残基のβアミロイド(Aβ42)は、Met-35の硫黄原子のラジカル化を介して神経細胞毒性を示す。そこで、Aβ42凝集体のMet-35の硫黄原子を固体NMRにより解析することにより、ラジカル化ならびに毒性発現メカニズムが明らかになると考えた。しかしながら、NMR信号が観測可能な^<33>Sは天然存在比が0.76%、感度が^<13>Cの10分の1なので、明瞭な固体NMRスペクトルを得ることは極めて困難である。本研究では、^<33>S標識したAβ42を化学合成し、超高感度高分解能固体NMRが可能なクライオMASプローブを用いて解析することを目的とした。
^<33>S標識L-メチオニンは市販されていないので、^<33>S単体を原料として合成した。まず、Boc-L-Asp-OtBuの側鎖カルボキシ基のボラン還元を行い、生じた水酸基をヨウ素化した。ヒドラジン存在下、硫黄単体と水酸化ナトリウムを反応させると安定な二硫化物イオンが得られるので、これと先のヨウ素化体のS_N2反応によりホモシスチンを得た。NaBH_4を用いてジスルフィド結合を開裂させた後、直ちにヨウ化メチルを加えてチオールのメチル化を行った。TFAによりBoc基とt-butyl ester基を脱保護することにより、^<33>S標識L-メチオニンを総収率22%で得ることに成功した。現在、本メチオニンを固相ペプチド合成に導入して、^<33>S標識Aβ42の合成を行っている。
一方、CaS(^<33>Sは天然存在比)をモデル化合物として用いたクライオMAS固体NMR測定では、室温コイルに比べて約3倍のS/N比を得ることに成功した。現在、合成した^<33>S標識L-メチオニンを用いて、^<33>Sシグナルの検出ならびに測定条件の最適化を行っている。

報告書

(3件)
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2012 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (15件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Geranyl modification on the tryptophan residue of ComXRO-E-2 pheromone by a cell-free system2012

    • 著者名/発表者名
      Tsuji, F., Ishihara, A., Kurata, K., Nakagawa, A., Okada, M., Kitamura, S., Kanamaru, K., Masuda, Y., Murakami, K., Irie, K., Sakagami, Y.
    • 雑誌名

      FEBS Letters

      巻: 586 号: 2 ページ: 174-179

    • DOI

      10.1016/j.febslet.2011.12.012

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Solid-state NMR spectroscopic analysis of the Ca^<2+>-dependent mannose binding of pradimicin A2011

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa, Y., Masuda, Y., Yamada, K., Doi, T., Takegoshi, K., Igarashi, Y., Ito, Y.
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 50 号: 27 ページ: 6084-6088

    • DOI

      10.1002/anie.201007775

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Solid-state NMR analysis of interaction sites of curcumin and 42-residue amyloid β-protein fibrils2011

    • 著者名/発表者名
      Masuda, Y., Fukuchi, M., Yatagawa, T., Tada, M., Takeda, K., Irie, K., Akagi, K., Monobe, Y., Imazawa, T., Takegoshi, K.
    • 雑誌名

      Bioorganic and Medicinal Chemistry

      巻: 19 号: 20 ページ: 5967-5974

    • DOI

      10.1016/j.bmc.2011.08.052

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mapping of the primary mannose binding site of pradimicin A2011

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa, Y., Doi, T., Masuda, Y., Takegoshi, K., Igarashi, Y., Ito, Y.
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 133 号: 43 ページ: 17485-17493

    • DOI

      10.1021/ja207816h

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sensitive ^<13>C-^<13>C correlation spectra of amyloid fibrils at very high spinning frequencies and magnetic fields2011

    • 著者名/発表者名
      Markus Weingarth
    • 雑誌名

      Journal of Biomolecular NMR

      巻: In press

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The turn formation at positions 22 and 23 in the 42-mer amyloid βpeptide : the emerging role in the pathogenesis of Alzheimer's disease.2010

    • 著者名/発表者名
      Kazuma Murakami
    • 雑誌名

      Geriatrics & Gerontology International

      巻: Suppl 1

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Monoclonal antibody against the turn of the 42-residue amyloid β-protein at positions 22 and 232010

    • 著者名/発表者名
      Kazuma Murakami
    • 雑誌名

      ACS Chemical Neuroscience

      巻: 1 ページ: 747-756

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stomatal density is controlled by a mesophyll-derived signaling molecule2010

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhiko Kondo
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology 51

      ページ: 1-8

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ポリフェノールによるアルツハイマー病予防の可能性2010

    • 著者名/発表者名
      増田裕一
    • 雑誌名

      FFIジャーナル 215

      ページ: 53-59

    • NAID

      40017000571

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] アミロイドβ凝集体とクルクミンの相互作用部位の固体NMRによる解析2011

    • 著者名/発表者名
      増田裕一
    • 学会等名
      第25回有機合成化学若手研究者の仙台セミナー
    • 発表場所
      東北大学薬学部(仙台)
    • 年月日
      2011-12-03
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 固体NMRによるPradimicin Aのマンノース認識機構解析2011

    • 著者名/発表者名
      中川優
    • 学会等名
      第53回天然有機化合物討論会
    • 発表場所
      大阪国際交流センター(大阪)
    • 年月日
      2011-09-27
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Pradimicin Aによるマンノース認識機構の固体NMR解析2011

    • 著者名/発表者名
      中川優
    • 学会等名
      日本農芸化学会2011年度大会
    • 発表場所
      京都女子大学(京都)
    • 年月日
      2011-03-27
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] アミロイドβオリゴマーの固体NMRによる立体構造解析2011

    • 著者名/発表者名
      増田裕一
    • 学会等名
      日本農芸化学会2011年度大会
    • 発表場所
      京都女子大学(京都)
    • 年月日
      2011-03-26
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Solid-state NMR analysis of the molecular interaction of Pradimicin A with Ca^<2+>ion and mannose2011

    • 著者名/発表者名
      Takashi Doi
    • 学会等名
      ISNMR(第50回NMR討論会記念国際シンポジウム)
    • 発表場所
      Osanbashi Hall (Yokohama)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Geranyl modification on the tryptophan residue of ComXRO-E-2 pheromone by cell free system2010

    • 著者名/発表者名
      Fumitada Tsuji
    • 学会等名
      The 2010 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2010)
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center (Honolulu, USA)
    • 年月日
      2010-12-18
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of interaction sites of curcumin with the fibrils of 42-residue amyloid β-protein (Aβ42) using solid-state NMR.2010

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Masuda
    • 学会等名
      The 2010 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2010)
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center (Honolulu, USA)
    • 年月日
      2010-12-17
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Monoclonal antibody against the toxic turn structure of the 42-mer amyloid βpeptide2010

    • 著者名/発表者名
      Kazuma Murakami
    • 学会等名
      The 2010 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifiehem 2010)
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center (Honolulu, USA)
    • 年月日
      2010-12-17
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] アミロイドβプロトフィブリルの固体NMRによる立体構造解析2010

    • 著者名/発表者名
      土井崇嗣
    • 学会等名
      第49回NMR討論会
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京)
    • 年月日
      2010-11-17
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 42残基のアミロイドβ(Aβ42)凝集体におけるクルクミンの相互作用部位の固体NMRによる解析2010

    • 著者名/発表者名
      増田裕一
    • 学会等名
      第49回NMR討論会
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京)
    • 年月日
      2010-11-15
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Aβ42凝集体におけるクルクミン結合部位の固体NMRによる解析2010

    • 著者名/発表者名
      増田裕一
    • 学会等名
      日本農芸化学会2010年度大会
    • 発表場所
      東京大学(東京都)
    • 年月日
      2010-03-30
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 植物の気孔形成を誘導するペプチド性因子の構造と生理活性2010

    • 著者名/発表者名
      近藤竜彦
    • 学会等名
      日本農芸化学会2010年度大会
    • 発表場所
      東京大学(東京都)
    • 年月日
      2010-03-29
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] アミロイドβの毒性コンホマーを標的とした立体構造特異的抗体2010

    • 著者名/発表者名
      村上一馬
    • 学会等名
      日本農芸化学会2010年度大会
    • 発表場所
      東京大学(東京都)
    • 年月日
      2010-03-29
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of Binding Sites of Curcumin in the Fibrils of 42-Residue Amyloid β-Protein (Aβ42) Using Solid-State NMR.2010

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Masuda
    • 学会等名
      The 51st Experimental Nuclear Magnetic Resonance Conference (51st ENC)
    • 発表場所
      Hilton Daytona Beach Ocean Walk Village hotel (Daytona Beach, USA)
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] アミロイドβの毒性ターン構造特異的抗体2010

    • 著者名/発表者名
      村上一馬
    • 学会等名
      第29回日本認知症学会学術集会
    • 発表場所
      ウインクあいち(愛知)
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.pharm.tohoku.ac.jp/~hannou/masuda/profile.html

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2024-03-26  

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