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天然変性蛋白質に含まれる残存構造とその機能解析

研究課題

研究課題/領域番号 16K08204
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 物理系薬学
研究機関帝京平成大学

研究代表者

西村 千秋  帝京平成大学, 薬学部, 教授 (70218197)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード天然変性蛋白質 / NMR / 残存構造 / アミドプロトン交換 / シグナル強度 / 温度変化 / αシヌクレイン / 変異体 / アミロイド / 折り畳み / オリゴマー / 蛋白質間相互作用 / 変性 / 折りたたみ / 蛋白質 / 高分子構造・物性 / 生物物理 / 分子認識 / 超分子化学
研究成果の概要

αシヌクレインは生理的条件下で構造形成せず、環境によりアミロイドを形成しパーキンソン病を誘発する。A30PとA53T変異は家族性パーキンソン病の患者に見られ、線維形成速度に影響を与える。
アミドプロトン交換速度とシグナル強度を観測し、温度も25℃と15℃で測定した。A30P変異ではC端領域の揺らぎ構造の増加が見られた。変異部位を含む両変異体のN端領域で構造化が上昇した。この部分の構造化で線維の核形成速度が上昇すると考えた。野生株と溶液中で構造の差が見られた。N端領域の変異の影響がC端領域に観測されたので、天然変性度の高いαシヌクレインであっても構造または複合体形成が部分的に起こると考えた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

αシヌクレインは天然変性蛋白質に分類され、その研究は医学生化学分野において重要な意義を持つ。30%の蛋白質はこの種の天然変性蛋白質に属し生命現象に関わる。通常は変性状態で、他の蛋白質との結合とともに構造形成するというユニークな特性を持つことより、物理化学的にも研究は意義を持つ。本研究により、構造形成前と結合前の変性状態の構造にも重要な意義があることが示され、天然変性蛋白質の残存構造に立脚したパーキンソン病の治療に繋がる研究である。
アルツハイマー病やパーキンソン病は、高齢化社会において極めて重要であり、本研究の残存構造の実験結果も、これからのパーキンソン病治療に社会的に大きな意義を持つ。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 5件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Distinct residual and disordered structures of alpha-synuclein analyzed by amide-proton exchange and NMR signal intensity2020

    • 著者名/発表者名
      Okuwaki, R., Shinmura, I., Morita, S., Matsugami, A., Hayashi, F., Goto, Y., Nishimura, C.
    • 雑誌名

      Biochimica et Biophysica Acta-Proteins and Proteomics

      巻: 1868 号: 9 ページ: 140464-140464

    • DOI

      10.1016/j.bbapap.2020.140464

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-native alpha-helices in the initial folding intermediate facilitate the ordered assembly of the beta-barrel in beta-lactoglobulin2017

    • 著者名/発表者名
      Sakurai, K., Yagi, M., Konuma, T., Takahashi, S., Nishimura, C., Goto, Y.
    • 雑誌名

      Biochemistry

      巻: 56 号: 36 ページ: 4799-4807

    • DOI

      10.1021/acs.biochem.7b00458

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Folding of apomyoglobin: Analysis of transient intermediate structure during refolding using quick hydrogen deuterium exchange and NMR2017

    • 著者名/発表者名
      Nishimura, C.
    • 雑誌名

      Proceedings of the Japan Academy. Ser. B: Physical and Biological Sciences

      巻: 93 号: 1 ページ: 10-27

    • DOI

      10.2183/pjab.93.002

    • NAID

      130005286388

    • ISSN
      0386-2208, 1349-2896
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effect of Glu12-His89 interaction on dynamic structures in HIV-1 p17 matrix protein elucidated by NMR2016

    • 著者名/発表者名
      Konagaya, Y., Miyakawa, R., Sato, M., Matsugami, A., Watanabe, S., Hayashi, F., Kigawa, T., and Nishimura, C.
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 11 号: 12 ページ: e0167176-e0167176

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0167176

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] アゾベンゼンの双方向光異性化反応を用いた高分子の構造相関NMR法2016

    • 著者名/発表者名
      長島敏雄、植田啓介、西村千秋、山崎俊夫
    • 雑誌名

      分光研究

      巻: 65 ページ: 258-260

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] アポミオグロビンとαシヌクレインの構造形成2020

    • 著者名/発表者名
      西村千秋
    • 学会等名
      第12回BKCバイオインフォマチクス研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 構造蛋白質であるHIV-1p17とp24の動的と静的構造の解析2019

    • 著者名/発表者名
      西村千秋
    • 学会等名
      第57回日本生物物理学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 構造蛋白質であるHIV-1p17とp24の動的と静的構造のNMR解析2019

    • 著者名/発表者名
      西村千秋
    • 学会等名
      第58回NMR討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] NMRによる天然変性アルファーシヌクレイン蛋白質の残存構造解析2018

    • 著者名/発表者名
      西村千秋
    • 学会等名
      日本生物物理学会第56回年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 構造蛋白質であるHIV-1p17とp24の動的と静的構造のNMR解析2018

    • 著者名/発表者名
      西村千秋
    • 学会等名
      第57回NMR討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 構造蛋白質であるp17とp24の動的と静的構造の関わり2018

    • 著者名/発表者名
      西村千秋
    • 学会等名
      第7回日本生物物理学会関東支部会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] NMR-synchronized folding manipulation of protein GB1 by photoisomerization of an azobenzene cross-linker2017

    • 著者名/発表者名
      Nagashima, T., Ueda, K., Nishimura, C., and Yamazaki, T.
    • 学会等名
      58th ENC (Experimental Nuclear Magnetic Resonance Conference)
    • 発表場所
      Pacific Grove (USA)
    • 年月日
      2017-03-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] アポミオグロビンの折り畳み中間体の解析2017

    • 著者名/発表者名
      西村千秋
    • 学会等名
      第56回NMR討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 天然状態と似たそして異なるアポミオグロビン折り畳み中間体の構造2016

    • 著者名/発表者名
      西村 千秋
    • 学会等名
      第54回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2016-11-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] アゾベンゼン架橋剤の光異性化反応によるタンパク質変性のNMR同期測定2016

    • 著者名/発表者名
      長島敏雄、植田啓介、西村千秋、山崎俊夫
    • 学会等名
      第55回NMR討論会
    • 発表場所
      広島国際会議場(広島県広島市)
    • 年月日
      2016-11-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Fluctuation observed at native and folding-intermediate states of proteins monitored by NMR2016

    • 著者名/発表者名
      Nishimura, C.
    • 学会等名
      9th Korea-Japan Joint Seminars on Biomolecular Sciences: Experiments and Simulations
    • 発表場所
      Gyeongju (Korea)
    • 年月日
      2016-11-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Approach for the intrinsic disorder in the protein structure2016

    • 著者名/発表者名
      Nishimura, C.
    • 学会等名
      The 42nd Naito Conference “In the vanguard of structural biology: Revolutionizing life sciences"
    • 発表場所
      CHATERAISE Gateaux Kingdom (北海道札幌市)
    • 年月日
      2016-10-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] アポミオグロビン折りたたみ中間体に含まれる非天然構造2016

    • 著者名/発表者名
      西村 千秋
    • 学会等名
      第17回若手NMR研究会
    • 発表場所
      箱根高原ホテル(神奈川県足柄下郡)
    • 年月日
      2016-09-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The residual and marginally stabilized structures in intrinsically disordered proteins2016

    • 著者名/発表者名
      Nishimura, C.
    • 学会等名
      27th International Conference on Magnetic Resonance in Biological Systems
    • 発表場所
      Kyoto International Conference Center (京都府京都市)
    • 年月日
      2016-08-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Protein structure manipulated by photoswitching of azobenzene2016

    • 著者名/発表者名
      Nagashima, T., Ueda, K., Nishimura, C., and Yamazaki, T.
    • 学会等名
      27th International Conference on Magnetic Resonance in Biological Systems
    • 発表場所
      Kyoto International Conference Center (京都府京都市)
    • 年月日
      2016-08-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 帝京平成大学薬学部生体防御教育研究部門タンパク質科学研究ユニット

    • URL

      http://pharm.thu.ac.jp/research/unit/tanpakushitsukagaku.html

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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