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アミロイド線維形成に関与する水和水ダイナミクスの解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K17783
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 生物物理・化学物理・ソフトマターの物理
研究機関神戸大学

研究代表者

山本 直樹  神戸大学, 理学研究科, 特命助教 (90580671)

研究協力者 富永 圭介  神戸大学, 分子フォトサイエンス研究センター, 教授 (30202203)
茶谷 絵理  神戸大学, 大学院理学研究科, 准教授 (00432493)
中西 真大  福岡工業大学, 電気工学科, 助教 (00707763)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2016年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワード広帯域誘電分光 / タンパク質の水和水 / アミロイド線維 / 線維前駆中間体 / 回転緩和 / 誘電緩和 / テラヘルツ時間領域分光 / 水和タンパク質のダイナミクス / 動力学転移 / 生物物理 / タンパク質 / 水和ダイナミクス
研究成果の概要

アミロイド線維はタンパク質の異常凝集体であり、全身性アミロイドーシスなど難病疾患の原因と考えれている物質である。本研究ではアミロイド線維形成メカニズム解明のために、線維周辺に存在する水、すなわち水和水に焦点を当て、その動的挙動(ダイナミクス)をギガヘルツからテラヘルツ領域において評価した。温度依存性の複素誘電率スペクトルを用いて、特にギガヘルツ領域に存在する水和水の回転緩和成分に着目してスペクトルの解析をおこなったところ、モデルタンパク質インスリンにおいて、線維状態では正常状態よりも早い回転緩和を示す一方、線維形成中間体状態は線維と同等のダイナミクスであることが示唆された。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 6件、 招待講演 6件)

  • [雑誌論文] Effect of temperature and hydration level on purple membrane dynamics studied using broadband dielectric spectroscopy from sub-GHz to THz regions2018

    • 著者名/発表者名
      Naoki Yamamoto, Shota Ito, Masahiro Nakanishi, Eri Chatani, Keiichi Inoue, Hideki Kandori, Keisuke Tominaga
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B

      巻: 122 号: 4 ページ: 1367-1377

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.7b10077

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A specific form of prefibrillar aggregates that functions as a precursor of amyloid nucleation2018

    • 著者名/発表者名
      Naoki Yamamoto, Shoko Tsuhara, Atsuo Tamura, Eri Chatani
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 8 号: 1 ページ: 62-62

    • DOI

      10.1038/s41598-017-18390-y

    • NAID

      120006394632

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Recent progress on understanding the mechanisms of amyloid nucleation2018

    • 著者名/発表者名
      Eri Chatani, Naoki Yamamoto
    • 雑誌名

      Biophys. Rev.

      巻: 10 号: 2 ページ: 527-534

    • DOI

      10.1007/s12551-017-0353-8

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Broadband Dielectric Spectroscopy on Lysozyme in the sub-Gigahertz to Terahertz Frequency Regions: Effects of Hydration and Thermal Excitation2016

    • 著者名/発表者名
      Naoki Yamamoto, Kaoru Ohta, Atsuo Tamura,  Keisuke Tominaga
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B

      巻: 120 号: 21 ページ: 4743-4755

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.6b01491

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Characterization and Stabilization of Prefibrillar Aggregate of Insulin B Chain for Inhibition of Amyloid Fibril Formation2018

    • 著者名/発表者名
      Naoki Yamamoto, Taiki Akai, Shoko Tsuhara, Atsuo Tamura, Rintaro Inoue, Masaaki Sugiyama, Eri Chatani
    • 学会等名
      新学術領域研究「動的秩序と機能」第6回国際シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Temperature and Hydration Dependence of Protein Dynamics Studied by Broadband Dielectric Spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Naoki Yamamoto
    • 学会等名
      FIR center seminar, Fukui University
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] タンパク質の広帯域誘電分光;水和水ダイナミクスおよびその熱活性の検証2018

    • 著者名/発表者名
      山本直樹
    • 学会等名
      第18回日本蛋白質科学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Protein hydration and its thermal excitation studied by broadband dielectric spectroscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Naoki Yamamoto, Shota Ito, Eri Chatani, Hideki Kandori, Keisuke Tominaga
    • 学会等名
      The 1st Philippine-Japan Terahertz Research Workshop
    • 発表場所
      De La sale University Science and Technology Complex, the Philippines
    • 年月日
      2017-02-20
    • 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] Induction of the amyloid fibril formation by an ultrasonic wave on the prefibrillar intermediate of insulin B chain2017

    • 著者名/発表者名
      Naoki Yamamoto, Shoko Tsuhara, Atsuo Tamura, Eri Chatani
    • 学会等名
      The 17th Annual Meeting of the Protein Science Society of Japan
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Characterization of prefibillar intermediates that function as a precursorof the amyloid fibrils2017

    • 著者名/発表者名
      Naoki Yamamoto, Shoko Tsuhara, Atsuo Tamura, Eri Chatani
    • 学会等名
      The 14th Horizons in Molecular Biology Symposium 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Characterization of Prefibrillar Aggregates that Function as a Precursor of Amyloid Nucleation2017

    • 著者名/発表者名
      Naoki Yamamoto, Shoko Tsuhara, Atsuo Tamura, Eri Chatani
    • 学会等名
      The 55th Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Protein hydration dynamics studied by broadband dielectric spectroscopy2016

    • 著者名/発表者名
      Naoki Yamamoto, Shota Ito, Kaoru Ohta, Atsuo Tamura, Eri Chatani, Hideki Kandori, Keisuke Tominaga
    • 学会等名
      Japan-Taiwan Medical Spectroscopy International Symposium
    • 発表場所
      Awaji Yumebutai International Conference Center
    • 年月日
      2016-12-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of hydration on protein dynamics and its thermal excitation studied by broadband dielectric spectroscopy2016

    • 著者名/発表者名
      Naoki Yamamoto, Shota Ito, Eri Chatani, Hideki Kandori, Keisuke Tominaga
    • 学会等名
      2nd International Aquaphotomics Symposium
    • 発表場所
      Kobe University
    • 年月日
      2016-11-26
    • 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] Effects of hydration and thermal excitation of globular and membrane proteins studied by broadband dielectric spectroscopy2016

    • 著者名/発表者名
      山本直樹、伊藤奨太、茶谷絵理、神取秀樹、富永圭介
    • 学会等名
      第54回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      筑波国際会議場
    • 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] Hydration and thermal-excitation effects of purple membrane dynamics probed by broadband dielectric spectroscopy2016

    • 著者名/発表者名
      Naoki Yamamoto, Shota Ito, Eri Chatani, Hideki Kandori, Keisuke Tominaga
    • 学会等名
      Indo-Japan Discussion Meeting on Frontiers in Molecular Spectroscopy: From Fundamental to Applications on material science and biology
    • 発表場所
      Indian Institute of Technology Kanpur, India
    • 年月日
      2016-11-13
    • 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] 広帯域誘電分光で観るタンパク質ダイナミクスの水和および熱励起効果2016

    • 著者名/発表者名
      山本直樹
    • 学会等名
      テラヘルツテクノロジーフォーラム 平成28年度 第1回技術セミナー
    • 発表場所
      ホテル北野プラザ六甲荘
    • 年月日
      2016-10-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 広帯域誘電武功を用いた紫膜ダイナミクスの観測;サブGHz-THz領域における水和および温度依存性の評価2016

    • 著者名/発表者名
      山本直樹、伊藤奨太、茶谷絵理、神取秀樹、富永圭介
    • 学会等名
      第10回分子科学討論会
    • 発表場所
      神戸ファッションマート
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] THz分光および広帯域誘電分光による水和タンパク質ダイナミクスの観測2016

    • 著者名/発表者名
      山本直樹
    • 学会等名
      Spring-8シンポジウム 放射光赤外研究会サテライトミーティング 「振動分光でわかること:赤外分光の今後と方向性」
    • 発表場所
      関西学院大学神戸三田キャンパス
    • 年月日
      2016-08-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 広帯域誘電分光を用いた紫膜のダイナミクスにおける温度および水和依存性の観測2016

    • 著者名/発表者名
      山本直樹、伊藤奨太、茶谷絵理、神取秀樹、富永圭介
    • 学会等名
      第43回生体分子科学討論会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2016-06-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2019-03-29  

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