アミロイド線維形成における過飽和の果たす役割

• 研究課題/領域番号: 24370067
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物物理学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 後藤 祐児 大阪大学, たんぱく質研究所, 教授 (40153770)
• 研究分担者: 八木 寿梓 鳥取大学, 工学部, 助教 (10432494)
• 連携研究者: 櫻井 一正 近畿大学, 先端科学研究所, 講師 (10403015) ; 加治 優一 筑波大学, 人間総合科学研究科, 准教授 (50361332)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円); 2014年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2013年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2012年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
• キーワード: 蛋白質 / フォールディング / アミロイド線維 / 凝集 / 超音波 / β２ミクログロブリン / アミロイドβペプチド / αシヌクレイン / β2ミクログロブリン

研究成果の概要

アミロイド線維は変性蛋白質の形成する線維状の凝集体であり、アミロイドーシスの原因となる。アミロイド線維は原因蛋白質の過飽和溶液から、核形成、成長によって形成する。本研究ではアミロイド線維形成における過飽和の役割を研究した。
超音波が過飽和を解消する特に有効なアジテーションであることを示した。超音波照射装置とプレートリーダを組み合わせた装置HANABIを作製し、アミロイド線維形成のハイスループット解析を可能とした。また、別の蛋白質凝集としてアモルファス凝集がある。アミロイド線維とアモルファス凝集の関係が、物質の結晶とガラスとの関係にあることを示し、これにより、蛋白質凝集の一般的な原理を提唱した。

研究成果

• [雑誌論文] Small Liposomes Accelerate the Fibrillation of Amyloid β (2015)
  • 著者名/発表者名: Mayu S. Terakawa, Hisashi Yagi, Masayuki Adachi, Young-Ho Lee, Yuji Goto
  • 雑誌名: The Journal of Biological Chemistry 巻: 290 号: 2 ページ: 815-826
  • DOI: 10.1074/jbc.m114.592527
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Solubility and supersaturation-dependent protein misfolding revealed by ultrasonication. (2014)
  • 著者名/発表者名: Lin, Y., Lee, Y.-H., Yoshimura, Y., Yagi, Y. and Goto, Y.
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 30 号: 7 ページ: 1845-1854
  • DOI: 10.1021/la403100h
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Heat of supersaturation-limited amyloid burst directly monitored by isothermal titration calorimetry. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ikenoue, T., Lee, Y.-H., Kardos, J., Yagi, H., Ikegami, T., Naiki, H. and Goto, Y.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: 111 号: 18 ページ: 6654-6659
  • DOI: 10.1073/pnas.1322602111
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Supersaturation-limited Amyloid Fibrillation of Insulin Revealed by Ultrasonication (2014)
  • 著者名/発表者名: Hiroya Muta, Young-Ho Lee, Jozsef Kardos, Yuxi Lin, Hisashi Yagi, Yuji Goto
  • 雑誌名: The Journal of Biological Chemistry 巻: 289 号: 26 ページ: 18228-18238
  • DOI: 10.1074/jbc.m114.566950
  • 査読あり
• [雑誌論文] Elongation of amyloid fibrils through lateral binding of monomers revealed by total internal reflection fluorescence microscopy. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yagi, H., Abe, Y., Takayanagi, N. and Goto, Y.
  • 雑誌名: Biochim. Biophys. Acta 巻: 1844 号: 10 ページ: 1881-1888
  • DOI: 10.1016/j.bbapap.2014.06.014
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Cold denaturation of alpha-synuclein amyloid fibrils. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ikenoue, T. , Lee, Y.-H. , Kardos, J., Sakai, M., Yagi, H., Kawata, Y. and Goto, Y.
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 53 号: 30 ページ: 7799-7804
  • DOI: 10.1002/anie.201403815
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] High-throughput analysis of the ultrasonication-forced amyloid fibrillation reveals underlying mechanism of the large fluctuation in the lag time (2014)
  • 著者名/発表者名: Ayaka Umemoto, Hisashi Yagi, Masatomo So, and Yuji Goto
  • 雑誌名: The Journal of Biological Chemistry 巻: 289 号: 39 ページ: 27290-27299
  • DOI: 10.1074/jbc.m114.569814
  • 査読あり
• [雑誌論文] 超音波による蛋白質のアミロイド形成・結晶化の促進 (2014)
  • 著者名/発表者名: 宗正智、八木寿梓、後藤祐児
  • 雑誌名: 生物物理 巻: 6 ページ: 297-302
  • NAID: 130004713028
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Principal component analysis of chemical shift perturbation data of a multiple-ligand-binding system for elucidation of respective binding mechanism. (2013)
  • 著者名/発表者名: Konuma, T., Lee, Y.-H., Goto, Y. & Sakurai, K.
  • 雑誌名: Proteins 巻: 81 号: 1 ページ: 107-118
  • DOI: 10.1002/prot.24166
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultrasonication : An Efficient Agitation for Accelerating the Supersaturation- Limited Amyloid Fibrillation of Proteins (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Yoshimura, Masatomo So, Hisashi Yagi, and Yuji Goto
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 52 号: 7S ページ: 07HA01-07HA01
  • DOI: 10.7567/jjap.52.07ha01
  • 査読あり
• [雑誌論文] Benzalkonium chloride accelerates the formation of the amyloid fibrils of corneal dystrophy-associated peptides. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kato, Y., Yagi, H., Kaji, Y., Oshika, T. and Goto, Y.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 288 号: 35 ページ: 25109-25118
  • DOI: 10.1074/jbc.m113.477695
  • NAID: 120006557640
  • 査読あり
• [雑誌論文] Acceleration of the depolymerization of amyloid  fibrils by ultrasonication. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yagi , H., Hasegawa , K., Yoshimura, Y. and Goto, Y.
  • 雑誌名: Biochim. Biophys. Acta. 巻: 1834 号: 12 ページ: 2480-2485
  • DOI: 10.1016/j.bbapap.2013.08.013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure, folding dynamics and amyloidogenesis of Asp76Asn β2-microglobulin: roles of shear flow, hydrophobic surfaces and α crystallin. (2013)
  • 著者名/発表者名: Mangione PP, Esposito G, Relini A, Raimondi S, Porcari R, Giorgetti S, Corazza A, Fogolari F, Penco A, Goto Y, Lee YH, Yagi H, Cecconi C, Naqvi MM, Gillmore JD, Hawkins PN, Chiti F, Rolandi R, Taylor GW, Pepys MB, Stoppini M, Bellotti V.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 288 号: 43 ページ: 30917-30930
  • DOI: 10.1074/jbc.m113.498857
  • 査読あり
• [雑誌論文] The monomer-seed interaction mechanism in the formation of the β2-microglobulin amyloid fibril clarified by solution NMR techniques. (2012)
  • 著者名/発表者名: Yanagi K
  • 雑誌名: J. Mol. Biol. 巻: 422 号: 3 ページ: 390-402
  • DOI: 10.1016/j.jmb.2012.05.034
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polymorphism 01 β^-microglobulin amyloid fibrils manifested by ultrasonication-enhanced fibril formation in t r i f luoroe t hanol. (2012)
  • 著者名/発表者名: Chatani, E., et al. and Goto, Y.
  • 雑誌名: J. Biol. Chen. 巻: 287(27) ページ: 22827-22837
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distinguishing crystal-like amyloid fibrils and glass-like amorphous aggregates from their kinetics of formation (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshimura Y
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A 巻: 109 号: 36 ページ: 14446-14451
  • DOI: 10.1073/pnas.1208228109
  • 査読あり
• [学会発表] The role of supersaturation in amyloid fibrillation of proteins (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuji Goto
  • 学会等名: Chemistry Mini-Symposium, New York University Abu Dhabi
  • 発表場所: Abu Dhabi, UAE
  • 年月日: 2014-10-30
  • 招待講演
• [学会発表] Supersaturation-limited protein misfolding revealed by ultrasonication. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuji Goto
  • 学会等名: 15th International Union of Biochemistry and Molecular Biology
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2014-10-23
  • 招待講演
• [学会発表] 蛋白質のアミロイド線維形成における過飽和の役割 (2014)
  • 著者名/発表者名: 後藤祐児、
  • 学会等名: アミロイドーシス研究会
  • 発表場所: KKR東京
  • 年月日: 2014-08-22
  • 招待講演
• [学会発表] Supersaturation-limited protein misfolding revealed by ultrasonication. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuji Goto
  • 学会等名: 2014 International Biophysics Congress,
  • 発表場所: Brisbane, Australia
  • 年月日: 2014-08-06
  • 招待講演
• [学会発表] Supersaturation-sealed protein misfolding revealed by ultrasonication. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuji Goto
  • 学会等名: Joint Congress of ACTS-2014 and CGOM11
  • 発表場所: 奈良
  • 年月日: 2014-06-17 – 2014-06-20
  • 招待講演
• [学会発表] 蛋白質のフォールディングとミスフォールディング (2014)
  • 著者名/発表者名: 後藤祐児
  • 学会等名: 第19回産学高分子研究会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2014-06-02
  • 招待講演
• [学会発表] Toward a comprehensive understanding of protein folding and misfolding. (2013)
  • 著者名/発表者名: 後藤祐児
  • 学会等名: The Asian Pacific Prion Symposium
  • 発表場所: ハウステンボス、長崎
  • 招待講演
• [学会発表] Toward a comprehensive understanding of protein folding and misfolding. (2013)
  • 著者名/発表者名: 後藤祐児
  • 学会等名: BioComplex-Taiwan
  • 発表場所: National Taiwan University, Taipei
  • 招待講演
• [学会発表] Supersaturation-Sealed Protein Misfolding Funnels Revealed by Ultrasonication. (2013)
  • 著者名/発表者名: 後藤祐児
  • 学会等名: The 1st Awaji International Workshop on Electron Spin Science & Technology
  • 発表場所: Awaji Yumebutai
  • 招待講演
• [学会発表] Toward understanding a unifying principle of protein folding and aberrant aggregation. (2012)
  • 著者名/発表者名: Goto, Yuji
  • 学会等名: The 3rd Syiposim on Structure and Folding of Disease Related Proteins
  • 発表場所: Seoul National University, Seoul, Korea
  • 年月日: 2012-07-06
• [学会発表] 蛋白質のアミロイド線維形成
  • 著者名/発表者名: 後藤祐児
  • 学会等名: 第117回日本眼科学会総会、基礎研究セミナー
  • 発表場所: 東京国際フォーラム
  • 招待講演
• [備考] 大阪大学蛋白質研究所、蛋白質構造形成研究室
  • URL: http://www.protein.osaka-u.ac.jp/physical/yoeki.html
• [備考] 大阪大学蛋白質研究所蛋白質構造形成研究室
  • URL: http://www.protein.osaka-u.ac.jp/physical/yoeki.html
• [備考]
  • URL: http://www.protein.osaka-u.ac.jp/physical/voeki.html
• [産業財産権] 過飽和析出物検出装置および過飽和析出物検出方法 (2012)
  • 発明者名: 後藤祐児他
  • 権利者名: 大阪大学、エレコン科学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2012-05-25
  • 取得年月日: 2013-09-13