Study on cold and heat denaturation of amyloid fibrils of intrinsically disordered alpha-synuclein

• 研究課題/領域番号: 15K18518
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生物物理学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 李 映昊 大阪大学, たんぱく質研究所, 講師 (70589431)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: Alpha-synuclein / Amyloid fibril / Cold denaturation / Heat denaturation / Kinetics / Protein aggregation / Protein misfolding / Thermodynamics

研究成果の概要

異なる温度（298、310、323、333、343K）でアルファシヌクレインのアミロイド線維を作製し、低温あるいは高温側への温度変化に対するアミロイド線維の構造安定性を調べた。異なる温度で形成された線維は、類似の二次構造およびコア領域を示す一方、線維の太さに違いが見られた。線維を含む溶液を383Kまで昇温させることで、線維は高温変性した。273Kまで温度を低下させることで、線維の低温変性が見られた。さらに、高温条件で形成した線維ほど、構造安定性が高く、変性速度も遅いことが分かった。以上から、アミロイド線維の構造安定性は、二次構造ではなく線維の太さなど高次構造によって調節されることが分かった。

研究成果

• [国際共同研究] Eotvos Lorand University(Hungary)
• [国際共同研究] University of Michigan(米国)
• [国際共同研究] Univerisity of Leeds(英国)
• [国際共同研究] Malvern(英国)
• [国際共同研究] Eotvos Lorand University(Hungary)
• [国際共同研究] University of Michigan(米国)
• [国際共同研究] University of Leeds(英国)
• [国際共同研究] Malvern(英国)
• [雑誌論文] Kinetics and polymorphs of yeast prion Sup35NM amyloidogenesis International Journal of Biological Macromolecules (2017)
  • 著者名/発表者名: Misaki Kinoshita, Yuxi Lin, Masatoshi Nakatsuji, Takashi Inui, Young-Ho Lee
  • 雑誌名: Int. J. Biol. Macromolec. 巻: -
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanistic and structual basis of bioengineered bovine Cathelicidin-5 with optimized therapeutic activity (2017)
  • 著者名/発表者名: Bikash R. Sahoo, Kenta Maruyama, Jyotheeswara R. Edula, Takahiro Tougan, Yuxi Lin, Young-Ho Lee, Toshihiro Horii, and Toshimichi Fujiwara
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7:44781 号: 1 ページ: 44781-44796
  • DOI: 10.1038/srep44781
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Practical Tips of Calorimetric Experiments using PEAQ-ITC (2017)
  • 著者名/発表者名: Misaki Kinoshita, Ju Yaen Kim, Yuxi Lin, Young-Ho Lee
  • 雑誌名: Malvern Technical note 巻: -
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biophysical Applications of Calorimetric Methods to Examination of Protein Misfolding and Aggregation (2017)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Ikenoue, Misaki Kinoshita, Yuxi Lin, and Young-Ho Lee
  • 雑誌名: Malver white paper 巻: -
  • 査読あり
• [雑誌論文] A. Reduced Lipid Bilayer Thickness Regulates the Aggregation and Cytotoxicity of Amyloid-β (2017)
  • 著者名/発表者名: Kyle J. Korshavn, Cristina Satriano, Yuxi Lin, Rongchun Zhang, Mark Dulchavsky, Anirban Bhunia, Magdalena I. Ivanova, Young-Ho Lee, Carmelo La Rosa, Mi Hee Lim, Ayyalusamy Ramamoorthy
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 292 号: 11 ページ: 4638-4650
  • DOI: 10.1074/jbc.m116.764092
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Energetic basis on interactions between ferredoxin and ferredoxin NADP+ reductase at varying physiological conditions. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita, M., Kim, J.Y., S., Lin, Y., Hun Mok K., Kataoka, Y., Ishimori, K., Markova, N., Kurisu, G., Hase, T., Lee, Y.H.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 482 号: 4 ページ: 909-915
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2016.11.132
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Noncovalent Forces Tune the Electron Transfer Complex between Ferredoxin and Sulfite Reductase to Optimize Enzymatic Activity (2016)
  • 著者名/発表者名: Ju Yaen Kim, Misaki Kinoshita, Satoshi Kume, Guy T. Hanke, Toshihiko Sugiki, John E. Ladbury, Chojiro Kojima, Takahisa Ikegami, Genji Kurisu, Yuji Goto, Toshiharu Hase, Young-Ho Lee
  • 雑誌名: Biochem J. 巻: 473 ページ: 3837-3854
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Solution NMR structure and inhibitory effect against amyloid-β fibrillation of Humanin containing a D-isomerized serine residue (2016)
  • 著者名/発表者名: Nesreen Alsanousi, Toshihiko Sugiki, Kyoko Furuita, Masatomo So, Young-Ho Lee, Toshimichi Fujiwara, and Chojiro Kojima
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 477 号: 4 ページ: 647-653
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2016.06.114
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Mutations affecting the internal equilibrium of the reaction catalyzed by 6-aminohexanoate-dimer hydrolase (2016)
  • 著者名/発表者名: Negoro S, Kawashima Y, Shibata N, Kobayashi T, Baba T, Lee YH, Kamiya K, Shigeta Y, Nagai K, Takehara I, Kato D, Takeo M, Higuchi Y
  • 雑誌名: FEBS Lett 巻: 590 号: 18 ページ: 3133-3143
  • DOI: 10.1002/1873-3468.12354
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A linker for the isopeptide mimetics by the peptide ligation (2016)
  • 著者名/発表者名: Kawakami Toru, Mishima Yuichi, Kinoshita Misaki, Lee Young-Ho, Suetake Isao
  • 雑誌名: Tetrahedron Letters 巻: -
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Amorphous Aggregation of Cytochrome c with Inherently Low Amyloidogenicity Is Characterized by the Metastability of Supersaturation and the Phase Diagram (2016)
  • 著者名/発表者名: Lin Yuxi, Kardos József, Imai Mizue, Ikenoue Tatsuya, Kinoshita Misaki, Sugiki Toshihiko, Ishimori Koichiro, Goto Yuji, and Lee Young-Ho
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 32 号: 8 ページ: 2010-2022
  • DOI: 10.1021/acs.langmuir.5b03810
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] X-ray Structure and Nuclear Magnetic Resonance Analysis of the Interaction Sites of the Ga-Substituted Cyanobacterial Ferredoxin (2015)
  • 著者名/発表者名: Mutoh Risa, Muraki Norifumi, Shinmura Kanako, Kubota-Kawai Hisako, Lee Young-Ho, Marc M. Nowaczyk, Matthias Rögner, Hase Toshiharu, Ikegami Takahisa, Kurisu Genji
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: 54 号: 39 ページ: 6052-6061
  • DOI: 10.1021/acs.biochem.5b00601
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Physicochemical Nature of Interfaces Controlling Ferredoxin NADP+ Reductase Activity through Its Interprotein Interactions with Ferredoxin (2015)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita Misaki, Kim Ju Yaen, Kume Satoshi, Sakakibara Yukiko, Sugiki Toshihiko, Kojima Chojiro, Kurisu Genji, Ikegami Takahisa, Hase Toshiharu, Kimata-Ariga Yoko, Lee Young-Ho
  • 雑誌名: Biochimica et Biophysica Acta-Bioenergetics 巻: 1847 号: 10 ページ: 1200-1211
  • DOI: 10.1016/j.bbabio.2015.05.023
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] Principle of protein misfolding and aggregation ‐ new findings of amyloid formation from thermodynamics (2016)
  • 著者名/発表者名: Lee Young-Ho
  • 学会等名: RIKEN CLST invited seminar
  • 発表場所: Kobe, Japan
  • 年月日: 2016-03-18
  • 招待講演
• [学会発表] The interaction of sulfite reductase with ferredoxin and its relation to enzyme activity (2016)
  • 著者名/発表者名: Lee Young-Ho
  • 学会等名: Invited seminar in Hokkaido University
  • 発表場所: Hokkaido, Japan
  • 年月日: 2016-03-12
  • 招待講演
• [学会発表] Thermodynamic study on interprotein interaction between oppositely-charged electron transfer proteins (2016)
  • 著者名/発表者名: Lee Young-Ho
  • 学会等名: Institute for Protein Research seminar
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 年月日: 2016-02-02
  • 招待講演
• [学会発表] New findings on thermodynamic properties of disease-inducing protein aggregation, Japan-Korea Bilateral Symposium on Multi-Scale Structural Biology (2016)
  • 著者名/発表者名: Young-Ho Lee
  • 学会等名: International seminar at Institute for Protein Research
  • 発表場所: 大阪大学（大阪府吹田市）
  • 招待講演
• [学会発表] 1. 等温滴定熱量測定を用いた分子間相互作用の熱力学 (2016)
  • 著者名/発表者名: 李 映昊
  • 学会等名: Malvern ウェブナー
  • 発表場所: 神戸国際ビジネスセンター（兵庫県、神戸市）
  • 招待講演
• [学会発表] The study on thermodynamic property of protein misfolding and aggregation (2015)
  • 著者名/発表者名: Lee Young-Ho
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会・第88回日本生化学会大会
  • 発表場所: Kobe, Japan
  • 年月日: 2015-12-01
  • 招待講演
• [学会発表] Toward the establishment of thermodynamics on protein misfolding and aggregatio (2015)
  • 著者名/発表者名: Lee Young-Ho
  • 学会等名: Open seminar in Osaka Prefecture University
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 年月日: 2015-04-22
  • 招待講演
• [図書] Advanced Techniques to Detect Protein-Protein Interactions using Solution Nuclear Magnetic Resonance (Part II: Cross-saturation, Paramagnetic Effects, and In-cell NMR) Protein-Protein Interactions (PPIs): Types, Methods for Detection and Analysis (2017)
  • 著者名/発表者名: Toshihiko Sugiki, Young-Ho Lee
  • 総ページ数: 21
  • 出版者: Nova Science Publishers, Inc.
• [図書] Advanced Techniques to Detect Protein-Protein Interactions using Solution Nuclear Magnetic Resonance (Part I: Chemical Shift Perturbation and Residual Dipolar Coupling) Protein-Protein Interactions (PPIs): Types, Methods for Detection and Analysis (2017)
  • 著者名/発表者名: Young-Ho Lee, Toshihiko Sugiki
  • 総ページ数: 21
  • 出版者: Nova Science Publishers, Inc.
• [図書] Molecular Structure of Amyloid Fibrils Revealed by Thermodynamics Protein-Protein Interactions (PPIs): Types, Methods for Detection and Analysis (2017)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Ikenoue, Yuxi Lin, Misaki Kinoshita, Kazumasa Sakurai, Ayyalusamy Ramamoorthy, Yuji Goto, Young-Ho Lee
  • 総ページ数: 13
  • 出版者: Nova Science Publishers, Inc.
• [図書] Thermodynamics of Protein-Protein Interactions Examined by Isothermal Titration Calorimetry Protein-Protein Interactions (PPIs): Types, Methods for Detection and Analysis (2017)
  • 著者名/発表者名: Ju Yaen Kim, Misaki Kinoshita, Takashi Inui, Genji Kurisu, Yuji Goto, Toshiharu Hase, Koichiro Ishimori, Young-Ho Lee
  • 総ページ数: 16
  • 出版者: Nova Science Publishers, Inc.
• [図書] Methods in Molecular Biology: Biochemical and Biophysical Methods to Examine Effects of Site-directed Mutagenesis on Enzymatic Activities and Interprotein Interactions (2017)
  • 著者名/発表者名: Misaki Kinoshita, Ju Yaen Kim, Yuxi Lin, Natalia Markova, Toshiharu Hase, Young-Ho Lee
  • 総ページ数: 22
  • 出版者: Springer Nature
• [図書] Methods in Molecular Biology (In vitro mutagenesis: Methods and Protocol) (2016)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita Misaki, Kim Ju Yaen, Lin Yuxi, Natalia Markova, Toshiharu Hase, Lee Young-Ho
  • 総ページ数: 500
  • 出版者: Springer Science+Business Media