プリオンと銅イオン相互作用の新しいパルス電子スピン共鳴法を用いたアプローチ

• 研究課題/領域番号: 18658118
• 研究種目: 萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 応用獣医学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 稲波 修 北海道大学, 大学院・獣医学研究科, 教授 (10193559)
• 研究分担者: 太田 利男 北海道大学, 大学院・獣医学研究科, 准教授 (20176895) ; 下山 雄平 室蘭工業大学, 工学部, 教授 (50123948)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2007
• 研究課題ステータス: 完了 (2007年度)
• 配分額: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円); 2007年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円); 2006年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
• キーワード: プリオン / 電子スビン共鳴(ESR) / スピンラベル法 / 銅イオン / 部位特異的スピンラベル法 / 距離情報 / CJD / 構造生物学 / プリオンタンパク質 / 双極子相互作用 / 距離計測 / BSE / 異常型プリオン / 電子スピン共鳴(ESR)

研究概要

マウス組み換えプリオンタンパク質を作成し、部位特異的にN96、Q97、W98、T106、V111、D144およびT190をシステイン残基に改変した変異タンパク質を調製した。これら変異プリオンタンパク質にスピンプローブと反応させ部位特異的ラベルを行った。得られた試料はESR測定を行った。N96C、Q97C、W98C、T106CならびにV111Cから得られたESRスペクトルは、Cu2+添加により、常磁性金属とNオキシルとの相互作用による線幅の広がりによるシグナル強度の減弱が観察された。さらにRedfield theoryを用いることによりCu^<2+>とN96C、Q97C、W98C、T106CならびにV111CCのスピンプローブとの距離はそれぞれ9.3A、11.9A、12.7A、9.2Aならびに12.5Aであると計算された。この距離情報からH95とH110のヒスチジン残基にCu^<2+>が配位していることが強く示唆された。また、C末側のCu^<2+>結合部位を同定するためにY156ならびにT189にスピンプローブを導入し、Cu^<2+>との距離を同様に計測したところ、それぞれの距離は6.8Åならびに11.6Åであった。この距離情報からH186にCu^<2+>が配位している可能性が強く示唆された。こうしたCu^<2+>が配位した蛋白質の構造についてはNMRやX線解析が適用できないことから、未だ詳細なモデルが報告されていない。今回、初めてこの領域の構造変化を捉えることに成功した。以上のことから本距離測定法は結晶化を必要とせず、分子量にも依存しない、さらに構造変化を経時的に捉えられる構造解析法として有用なツールとなると考えられる。今後、本研究で得られた情報は異常型プリオンへの経時的な変遷機構の解析や治療薬剤の評価などに重要であると考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] Individual Differences in the Radiosensitivity of Hematopoietic Progenitor Cells Detected in Steady-State Human Peripheral Blood. (2008)
  • 著者名/発表者名: Oriya A, Takahashi K, Inanami O, Miura T, Abe Y, Kuwabara M, Kashiwakura I.
  • 雑誌名: J Radiat Res(Tokyo). 49(2) ページ: 113-121
  • NAID: 110006633653
  • 査読あり
• [雑誌論文] Proinsulin C-peptide abrogates type-1 diabetes-induced increase of renal endothelial nitric oxide synthase in rats. (2008)
  • 著者名/発表者名: Kamikawa A, Ishii T, Shimada K, Makondo K, Inanami O, Sakane N, Yoshida T, Saito M, Kimura K.
  • 雑誌名: Diabetes Metab Res Rev. 24(4) ページ: 331-338
  • 査読あり
• [雑誌論文] X Irradiation Combined with TNF alpha-related Apoptosis-inducing Ligand(TRAIL)Reduces Hypoxic Regions of Human Gastric Adenocarcinom a Xenografts in SCID Mice. (2008)
  • 著者名/発表者名: Takahashi M, Yasui H, Ogura A, Asanuma T, Kubota N, Tsujitani M, Kuwabara M, lnanami O.
  • 雑誌名: J Radiat Res(Tokyo). 49(2) ページ: 153-161
  • 査読あり
• [雑誌論文] Purvalanol A induces apoptosis and downregulation of antiapoptotic proteins through abrogation of phosphorylation of JAK2/STAT3 and RNA polymerase II (2008)
  • 著者名/発表者名: Iizuka D, Ogura A, Kuwabara M, Inanami O.
  • 雑誌名: Anti-Cancer Drugs (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of leptin and tumor necrosis factor-alpha on degranulation and superoxide production of polymorphonuclear neutrophils from Holstein cows. (2007)
  • 著者名/発表者名: Ahmed M, Kimura K, Soliman M, Yamaji D, Okamatsu-Ogura Y, Makondo K, Inanami O, Saito M.
  • 雑誌名: J Vet Med Sci. 69(2) ページ: 125-131
  • NAID: 130000447535
  • 査読あり
• [雑誌論文] Treatment combining X-irradiation and a ribonucleoside anticancer drug, TAS106, effectively suppresses the growth of tumor cells transplanted in mice. (2007)
  • 著者名/発表者名: Yasui H, Inanami O, Asanuma T, Iizuka D, Nakajima T, Kon Y, Matsuda A, Kuwabara M.
  • 雑誌名: Int J Radiat Oncol Biol Phys. 1;68(1) ページ: 218-228
  • NAID: 120000973704
  • 査読あり
• [雑誌論文] Purvalanol A enhances cell killing by inhibiting up-regulation of CDC2 kinase activity in tumor cells irradiated with high doses of X rays. (2007)
  • 著者名/発表者名: Iizuka D, Inanami O, Kashiwakura I, Kuwabara M.
  • 雑誌名: Radiat Res. 167(5) ページ: 563-571
  • 査読あり
• [雑誌論文] Oral administration of Antioxidant Biofactor(AOBtrade mark)ameliorates ischemia/reperfusion-induced neuronal death in the gerbil. (2007)
  • 著者名/発表者名: Yasui H, Asanuma T, Watanabe Y, Waki K, Inanami O, Kuwabara M.
  • 雑誌名: Biofactors. 29(2-3) ページ: 113-121
  • 査読あり
• [雑誌論文] A new amphiphilic derivative, N-{[4-(lactobionamido)methyl]benzylidene}-1, 1-dimethyl-2-(octylsulfanyl)ethylamine N-oxide, has a protective effect against copper-induced fulminant hepatitis in Long-Evans Cinnamon rats at an extremely low concentration compared with its original form alpha-phenyl-N-(tert-butyl)nitrone. (2007)
  • 著者名/発表者名: Asanuma T, Yasui H, Inanami O, Waki K, Takahashi M, Iizuka D, Uemura T, Durand G, Polidori A, Kon Y, Pucci B, Kuwabara M
  • 雑誌名: Chem Biodivers. 4(9) ページ: 2253-2267
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancement of cell death by TNF alpha-related apoptosis-inducing ligand(TRAIL)in human lung carcinoma A549 cells exposed to x rays under hypoxia. (2007)
  • 著者名/発表者名: Takahashi M, Inanami O, Kubota N, Tsujitani M, Yasui H, Ogura A, Kuwabara M.
  • 雑誌名: J Radiat Res(Tokyo). 48(6) ページ: 461-468
  • 査読あり
• [雑誌論文] Costimulatory effects of complement receptor type 3 and Fc receptor for IgG(FcgammaR)on superoxide production and signal transduction in bovine neutrophils. (2007)
  • 著者名/発表者名: Nagahata H, Higuchi H, Inanami O, Kuwabara M.
  • 雑誌名: J Vet Med Sci. 69(10) ページ: 993-997
  • 査読あり
• [雑誌論文] G2期チェックポイント阻害による放射線誘導細胞致死効果のメカニズム (2007)
  • 著者名/発表者名: 飯塚大輔、稲波修、安井博宣、小倉亜希, 桑原幹典
  • 雑誌名: 放射線生物研究 42(4) ページ: 444-455
  • NAID: 40015788851
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of leptin and tumor necrosis factor-a on degranulation and superoxide production of polymorphonuclear neutrophils from Holstein cows. (2007)
  • 著者名/発表者名: Mohamed Ahmed, Kazuhiro Kimura, Mohamed Soliman, Daisuke Yamaji, Yuko Okamatsu-Ogura, Kennedy Makondo, Osamu Inanami, Masayuki Saito
  • 雑誌名: Journal of Veterinary Medical Science. 69(2) ページ: 125-131
• [雑誌論文] Purvalanol A enhances cell killing by inhibiting upregulation of cdc2 kinase activity in tumor cells irradiated with high x ray doses. (2007)
  • 著者名/発表者名: Iizuka, D., Inanami, O., Kashiwakura, I., Kuwabara, M.
  • 雑誌名: Radiation Research (印刷中)
• [雑誌論文] Treatment combining X irradiation and a ribonucleoside anticancer drug, TAS106, effectively suppresses the growth of tumor cells transplanted in mice. (2007)
  • 著者名/発表者名: Yasui, H., Inanami, O., Asanuma, T., Iizuka, D., Nakajima, T., Kon, Y., Matsuda, A., Kuwabara, M.
  • 雑誌名: Internatinal Journal of Radiation Oncology,Biology,Physics (印刷中)
  • NAID: 120000973704
• [雑誌論文] Dual inhibition of protein phosphatase -1/2A and calpain rescues NGF-differentiated PC12 cells from oxygen-glucose deprivation (OGD)-induced cell death. (2006)
  • 著者名/発表者名: T.Nakajima, T.Wakasa, Y.Okuma, O.Inanami, Y.Nomura, M.Kuwabara, K.Kawahara
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience Research. 83 (3) ページ: 459-468
• [雑誌論文] Reactive oxygen species mediate shear stress-induced fluid-phase endocytosis in vascular endothelial cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Niwa, K., Sakai, J., Karino, T., Aonuma, H., Watanabe, T., Ohyama, T., Inanami, O., Kuwabara, M.
  • 雑誌名: Free Radical Research. 40(4) ページ: 359-367
• [雑誌論文] Regeneration of megakaryocytopoiesis and thrombopoiesis in vitro from X-irradiated human hematopoietic stem cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kashiwakura I, Inanami O, Abe Y, Satoh K, Takahashi TA, Kuwabara M
  • 雑誌名: Radiation Reearch. 166(2) ページ: 345-351
• [雑誌論文] The effects of (-)-epigallocatechin-3-gallate on the proliferation and differentiation of human megakaryocytic progenitor cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Monzen S, Mori T, Takahashi K, Abe Y, Inanami O, Kuwabara M, Kashiwakura I
  • 雑誌名: Journal of Radiation Research. 47 (2) ページ: 213-220
  • NAID: 110004740248
• [雑誌論文] Effects of Over expression and Antisense RNA Expression of Orf17, a MutT-Type Enzyme. (2006)
  • 著者名/発表者名: Hori M, Asanuma T, Inanami O, Kuwabara M, Harashima H, Kamiya H
  • 雑誌名: Biol. Pharm. Bull. 29(6) ページ: 1087-1091
  • NAID: 110005602248
• [雑誌論文] Effects of ceramide inhibition on radiation-induced apoptosis in human leukemia MOLT-4 cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Takahashi E, Inanami O, Asanuma T, Kuwabara M
  • 雑誌名: Journal of Radiation Research. 47(1) ページ: 19-25
  • NAID: 110004701147
• [雑誌論文] Lipid raft disruption prevents apoptosis induced by 2-chloro-2'-deoxyadenosine (Gladribine) in leukemia cell lines. (2006)
  • 著者名/発表者名: Takahashi E, Inanami O, Ohta T, Matsuda A, Kuwabara M
  • 雑誌名: Leukemia Research. 30 ページ: 1555-1561
• [雑誌論文] Synthesis and Characterization of a Practically Useful DEPMPO-type Spin Trap. 5-(2,2-Dimethyl-1,3-propoxy cyclophosphoryl)-5-methyl-1- pyrroline N-oxide (CYPMPO). (2006)
  • 著者名/発表者名: Kamibayashi M, Oowada S, Kameda H, Okada T, Inanami O, Ohta S, Ozawa T, Makino K, Koyake Y
  • 雑誌名: Free Radical Research. 40(11) ページ: 1166-1172
• [雑誌論文] Identification of pH-sensitive regions in the mouse prion by the cysteine-scanning spin-labeling ESR technique. (2006)
  • 著者名/発表者名: Watanabe Y, nanami O, Horiuchi M, Hiraoka W, Shimoyama d, Fuyuhiko Y, Inagaki F, Kuwabara M
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications. 350(3) ページ: 549-556
• [学会発表] Identication of Cu(II)b inding site incarb ox y-terminal domain of mouse PrP^Sc Site-directed spin lab study (2007)
  • 著者名/発表者名: Inanami O, Watanabe Y, Hiraok a W, Shimoyama Y, Horiuchi M, Inagaki F and Kuwabara M.
  • 学会等名: Society of Electron Spin Scoence and Technology(ISESS-SEST)2007
  • 発表場所: Granship(Shizuoka, Japan)
  • 年月日: 2007-11-08
• [学会発表] Analysis of pH-sensitivity and conformational stability in mouse prion protein by cysteine-scanning site-directed spin labeling (2007)
  • 著者名/発表者名: Watanabe Y, Hiraoka W, Shimoyama Y, Horiuchi M, Kuwabara M, and Inanami O.
  • 学会等名: Society of Electron Spin Scoence and Technology(ISESS-SEST)2007
  • 発表場所: Granship(Shizuoka, Japan)
  • 年月日: 2007-11-08
• [学会発表] プリオンタンパク質C末端領域の新たなCu^<2+>結合構造の同定 (2007)
  • 著者名/発表者名: 稲波修、渡辺康子、堀内基広、平岡和佳子、下山雄平、桑原幹典、
  • 学会等名: 第144回日本獣医学会学術集会
  • 発表場所: 酪農学園大学(江別市)
  • 年月日: 2007-09-02
• [学会発表] プリオンタンパク質のpH感受性における塩橋とヒスチジン残基の役割 (2007)
  • 著者名/発表者名: 渡辺康子、平岡和佳子、下山雄平、堀内基広、桑原幹典、稲波修
  • 学会等名: 第144回日本獣医学会学術集会
  • 発表場所: 酪農学園大学(江別市)
  • 年月日: 2007-09-02
• [学会発表] The Protective Effect of Mouse Prion Protein from from Metal-Catalyzed Oxi dative Stress (2007)
  • 著者名/発表者名: Watanabe Y, Inoue T, Horiuchi M, Kuwabara M, and Inanami O.
  • 学会等名: Free Radical Biology & Medicine(SFRBM's 14th Annual Meeting)
  • 発表場所: Renaissance Hotel (Eashington, D. C., USA)
• [図書] Site-derected spin-label法によるマウスプリオンたんぱく質の構造解析 (2006)
  • 著者名/発表者名: 稲波 修, 渡邉 康子
  • 出版者: 電子スピンサイエンス
• [備考]
  • URL: http://www.vetmed.hokudai.ac.jp/organization/radbiol/naiyouent.html