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NMR構造生物学に基づいた薬物相互作用の解析と神経変性疾患への治療応用

研究課題

研究課題/領域番号 20023033
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関独立行政法人理化学研究所

研究代表者

山口 芳樹  独立行政法人理化学研究所, 糖鎖構造生物学研究チーム, チームリーダー (90323451)

研究分担者 水島 恒裕  名古屋市立大学, 薬学研究科, 准教授 (90362269)
加藤 晃一  名古屋市立大学, 薬学研究科, 特任教授 (20211849)
研究期間 (年度) 2008 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
7,200千円 (直接経費: 7,200千円)
2009年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2008年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
キーワード蛋白質 / 脳神経疾患 / 分子認識 / 薬学
研究概要

これまでに溶媒中で単分散した状態にあるGM1に関してはNMR法を用いた構造解析が多数報告されているが、水溶液中でミセルを形成している状態のGM1の構造解析はほとんどなされていなかった。そこで、本年度では、超高磁場NMR計測を行い、水溶液中で60kDaのミセルを形成するlyso-GM1に関してNMRシグナルの帰属を確立した。そして、NOEデータに基づく距離情報を制限項として分子動力学計算を行うことにより、lyso-GM1の糖鎖部分のコンフォメーションを決定した。さらに飽和移動実験の結果から、GM1糖鎖のGalNAcIIIのNH基は糖鎖構造の内側を向いており、NeuAcのNH基は外側に露出していることを明らかとし、NOEデータに基づいて導いた立体構造を裏付けた。
このミセルにAbetaを添加した結果、脂質頭部に由来するシグナルに選択的な化学シフト変化が観測された。また、部位特異的変異導入と化学修飾を利用してAbetaのC末端をスピンラベル化し、常磁性効果を利用したNMR解析を行った。その結果、lyso-GM1の脂質頭部に加えて糖鎖の還元末端に位置するGlc^IやGal^<II>に由来するシグナルに緩和の促進がみとめられた。以上の結果から、Abetaはlyso-GM1ミセルの糖鎖と脂質の境界部に結合していることが明らかとなった。

報告書

(2件)
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2010 2009 2008

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] NMR characterization of intramolecular interaction of osteopontin, an in trinsically disordered protein with cryptic integrin-binding motifs2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Yamaguchi
    • 雑誌名

      Biophys.Bioche.Res.Commun. (in press)

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] NMR characterization of the interactions between lyso-GM1 aqueous micelles and amyloid beta2010

    • 著者名/発表者名
      M.Yagi-Utsumi
    • 雑誌名

      FEBS Lett. (in press)

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of inhibitor-bound alpha-synuclein dimer : role of alpha-synuclein N-terminal region in dimerization and inhibitor binding2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Yamaguchi
    • 雑誌名

      J.Mol.Biol. 395

      ページ: 445-456

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inhibition of alpha-synuclein fibril assembly by small molecules : analysis using epitope-specific antibodies.2009

    • 著者名/発表者名
      M.Masuda
    • 雑誌名

      FEBS Lett. 583

      ページ: 787-791

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Up-and-down topological mode of amyloid beta-peptide lying on hydrophilic/hydrophobic interface of ganglioside clusters.2009

    • 著者名/発表者名
      M.Utsumi
    • 雑誌名

      Glycoconj.J. (in press)

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 920MHz ultra-high field NMR approaches to structural glycobiology2008

    • 著者名/発表者名
      K.Kato
    • 雑誌名

      Biochim Biophys Acta. 1780

      ページ: 619-625

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] NMR法を用いたアミロイドβとガングリオシドクラスターの相互作用解析2010

    • 著者名/発表者名
      矢木真穂
    • 学会等名
      日本薬学会 第130年会
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      2010-03-28
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] NMR analyses of interaction mode of amyloid beta-peptide with GM1 ganglioside clusters2009

    • 著者名/発表者名
      矢木-内海, 真穂
    • 学会等名
      3rd AP-NMR
    • 発表場所
      チェジュ島, 韓国
    • 年月日
      2009-10-26
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] NMR法によるアミロイドbetaペプチドとGM1ガングリオシドクラスターとの相互作用解析2009

    • 著者名/発表者名
      矢木-内海, 真穂
    • 学会等名
      第7回「若手の力」フォーラムおよび拠点共同研究報告会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2009-09-30
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 天然変性状態のタンパク質に対するNMRのアプローチ2009

    • 著者名/発表者名
      山口芳樹
    • 学会等名
      第14回ケミカルバイオロジー領域勉強会
    • 発表場所
      和光
    • 年月日
      2009-09-30
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] タンパク質・複合糖質の超高磁場NMR解析2009

    • 著者名/発表者名
      山口芳樹
    • 学会等名
      中部地区ナノテク総合支援 : ナノ材料創製加工と先端機器分析 平成20年度成果報告会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2009-03-04
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] GM1ミセルの親水性/疎水性境界面におけるアミロイド〓べプチドのトポロジーのNMR解析2008

    • 著者名/発表者名
      内海真穂
    • 学会等名
      第47回 NMR討論会
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      2008-11-12
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Up-and-down topological mode of amyloid β-peptide lying on hydrophilic/hydrophobic interface of ganglioside clusters2008

    • 著者名/発表者名
      Maho Utsumi
    • 学会等名
      第23回ICMRBS(23rd International Conference on Magnetic Resonance in Biological Systems)
    • 発表場所
      San Diego
    • 年月日
      2008-08-26
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] NMR構造生物学に基づいた薬物相互作用の解析と神経変性疾患への治療応用2008

    • 著者名/発表者名
      山口芳樹
    • 学会等名
      平成20年度特定領域研究「統合脳」夏のワークショップ
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2008-08-09
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] ガングリオシドクラスターの親水性/疎水性境界面におけるアミロイド〓の高次構造のNMR解析2008

    • 著者名/発表者名
      内海真穂
    • 学会等名
      第30回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2008-08-07
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] NMR構造生物学に基づいた薬物相互作用の解析と神経変性疾患への治療応用2008

    • 著者名/発表者名
      山口芳樹
    • 学会等名
      平成20年度特定領域研究「統合脳」合同領域班会議
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

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公開日: 2008-04-01   更新日: 2018-03-28  

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