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プリオン病発症メカニズムの解明:プリオン蛋白質・銅イオン複合体の構造と性質

研究課題

研究課題/領域番号 20750008
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 物理化学
研究機関名古屋大学

研究代表者

山本 典史  名古屋大学, 情報科学研究科, 特任助教 (30452163)

研究期間 (年度) 2008 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2010年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2009年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2008年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード生物物理化学 / 量子化学 / 金属複合体 / プリオン病 / 酸化還元電位 / 酸化還元 / 金属イオン / プリオンタンパク / 量子化学計算 / 金属結合タンパク / アミロイド / 電子状態計算 / オクタリピート / 神経変性 / 酸化ストレス / 金属結合蛋白 / クプリゾン
研究概要

プリオンタンパク質(PrP)は窒素末端領域に複数の金属イオン結合部位を持つ.オクタペプチド領域PrP(60-91)には最大四個の銅イオンが配位する.His96とHis111残基近傍にも銅イオンが配位することがNMRやESR分光で観測されている.プリオンタンパク質に結合した銅イオンはプリオン病機序に関与すると考えられていたが,詳細は明らかではなかった.本研究では,プリオンタンパク質・銅イオン複合体を主な対象として,金属結合部位の構造と性質について,量子化学計算を用いた解析に取り組んだ.その結果,オクタペプチド領域に結合したCu(II)イオンは高いCu(II)/Cu(I)還元電位を持ち,His96やHis111残基近傍に結合した銅イオンは,逆に,高いCu(II)/Cu(III)酸化電位を持つことが分かった.このように,プリオンタンパク質は金属イオンの配位構造に依って著しく異なる酸化還元的特性を持つことが本研究の結果から明らかとなった.

報告書

(4件)
  • 2010 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2010 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件) 学会発表 (12件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Partial energy gradient based on the fragment molecular orbital method: Application to geometry optimization2010

    • 著者名/発表者名
      石川岳志, 山本典史, 桑田一夫,
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters 500巻

      ページ: 149-154

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Redox behaviors of the neurotoxic portion in human prion protein, HuPrP(106-126)2010

    • 著者名/発表者名
      山本典史, 桑田一夫
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters 498巻

      ページ: 184-187

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Redox behaviors of the neurotoxic portion in human prion protein, HuPrP(106-126)2010

    • 著者名/発表者名
      Norifumi Yamamoto
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters

      巻: 498 ページ: 184-187

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Partial energy gradient based on the fragment molecular orbital method : Application to geometry optimization2010

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Ishikawa
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters

      巻: 500 ページ: 149-154

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Difference in redox behaviors between copper binding octarepeat and nonoctarepeat sites in prion protein2009

    • 著者名/発表者名
      山本典史, 桑田一夫
    • 雑誌名

      Journal of Biological Inorganic Chemistry 14巻

      ページ: 1209-1218

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Regulating the conformation of prion protein through ligand binding2009

    • 著者名/発表者名
      山本典史, 桑田一夫
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry B 113巻

      ページ: 12853-12856

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] DFT studies on redox properties of copper chelating cuprizone: Unusually high valent copper(III) state2009

    • 著者名/発表者名
      山本典史, 桑田一夫
    • 雑誌名

      Journal Molecular Structure Theochem 895巻

      ページ: 52-56

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Difference in redox behaviors between copper-binding octarepeat and nonoctarepeat sites in prion protein2009

    • 著者名/発表者名
      Norifumi Yamamoto
    • 雑誌名

      Journal of Biological Inorganic Chemistry 14

      ページ: 1209-1218

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Regulating the conformation of prion protein through ligand binding2009

    • 著者名/発表者名
      Norifumi Yamamoto
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry B 113

      ページ: 12853-12856

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] DFT studies on redox properties of copper-chelating cuprizone : Unusually high-valent copper(III) state2009

    • 著者名/発表者名
      Norifumi Yamamoto
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Structure : THEOCHEM 895

      ページ: 52-56

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] プリオンタンパク質変性状態の構造類比2010

    • 著者名/発表者名
      山本典史, 桑田一夫
    • 学会等名
      第4回分子科学討論会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2010-09-14
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] プリオンタンパク質変性状態の構造類比2010

    • 著者名/発表者名
      山本典史
    • 学会等名
      第4回分子科学討論会
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス
    • 年月日
      2010-09-14
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] A pharmacological chaperone preventing the partial unfolding of prion protein2010

    • 著者名/発表者名
      Norifumi Yamamoto
    • 学会等名
      The 54th Annual Meeting of The Biophysical Society
    • 発表場所
      サンフランシスコ(米国)
    • 年月日
      2010-02-23
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] A pharmacological chaperone preventing the partial unfolding of prion protein2010

    • 著者名/発表者名
      山本典史, 桑田一夫
    • 学会等名
      The 54th Annual Meeting of The Biophysical Society
    • 発表場所
      San Francisco
    • 年月日
      2010-02-20
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Anti prion compound GN8 acts as a chemical chaperon for prion protein2009

    • 著者名/発表者名
      山本典史, 桑田一夫
    • 学会等名
      第47回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      2009-10-30
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Anti-prion compound GN8 acts as a chemical chaperon for prion protein2009

    • 著者名/発表者名
      Norifumi Yamamoto
    • 学会等名
      The 47th Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan
    • 発表場所
      徳島(日本)
    • 年月日
      2009-10-30
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 抗プリオン化合物の作用機序:ケミカルシャペロンによるプリオンタンパクの構造制御2009

    • 著者名/発表者名
      山本典史
    • 学会等名
      第3回分子科学討論会
    • 発表場所
      名古屋(日本)
    • 年月日
      2009-09-22
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 抗プリオン化合物の作用機序:ケミカルシャペロンによるプリオンタンパクの構造制御2009

    • 著者名/発表者名
      山本典史, 桑田一夫
    • 学会等名
      第3回分子科学討論会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2009-09-21
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Regulating the conformation of prion protein through ligand binding2009

    • 著者名/発表者名
      Norifumi Yamamoto
    • 学会等名
      The 23rd Annual Symposium of The Protein Society
    • 発表場所
      ボストン(米国)
    • 年月日
      2009-07-26
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Regulating the conformation of prion protein through ligand binding2009

    • 著者名/発表者名
      山本典史, 桑田一夫
    • 学会等名
      The 23rd Annual Symposium of The Protein Society
    • 発表場所
      Boston
    • 年月日
      2009-07-25
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] プリオン病における毒性作用の発現機構 : 遷移金属イオンの生体作用を軸とした分子論的解析2008

    • 著者名/発表者名
      山本典史
    • 学会等名
      第46回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2008-12-05
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] DFT studies on physiochemical properties of prion derived copper binding peptides: Pivotal roles of metallic ions in prion diseases2008

    • 著者名/発表者名
      山本典史, 桑田一夫
    • 学会等名
      第46回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2008-12-03
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://researchmap.jp/yamnor

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

URL: 

公開日: 2008-04-01   更新日: 2016-04-21  

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