マイクロ流路超高速パルスラベルNMR装置の開発及びプリオン自己複製過程の解明

• 研究課題/領域番号: 26291011
• 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: 構造生物化学
• 研究機関: 岐阜大学
• 研究代表者: 桑田 一夫 岐阜大学, 大学院連合創薬医療情報研究科, 教授 (00170142)
• 研究分担者: 鎌足 雄司 岐阜大学, 学内共同利用施設等, 助教 (70342772)
• 連携研究者: 福岡 万佑子 岐阜大学, 大学院連合創薬医療情報研究科, 特任助教 (60790988)
• 研究協力者: 本田 諒 ; Ferdausi Ali ; Kabir Aurangazeb
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 16,510千円 (直接経費: 12,700千円、間接経費: 3,810千円); 2016年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2015年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2014年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
• キーワード: NMR / 混合器 / パルスラベル / プリオン / 自己複製 / マイクロ流路

研究成果の概要

高速混合をNMR内で行い、蛋白質の構造形成反応、あるいは凝集反応の超早期過程を原子分解能で観測する装置を作成した。２液（変性蛋白質溶液、及び巻き戻り溶液）をNMRチューブ内で混合し、連続フローで観測するための装置を作成した。廃液は、３本目のチューブから除去するため、連続観測が可能となった。磁化率を均一にした混合用のチューブを独自に作成したため、磁場の不均一性に起因すると思われるピークを取り除くことが可能となった。また、A状態が細胞型プリオン（PrPC）とプリオン凝集体との分岐点を形成することを明らかにし、プリオン蛋白質の凝集体（アミロイド）形成を天然構造が非競合的に抑制することを見出した。

研究成果

• [雑誌論文] Evaluation of compound selectivity of aldo-keto reductases using differential scanning fluorimetry (2017)
  • 著者名/発表者名: Kabir Aurangazeb, Satoshi Endo, Naoki Toyooka, Mayuko Fukuoka, Kazuo Kuwata, and Yuji O. Kamatari
  • 雑誌名: Journal of Biochemistry 巻: 161 (2) ページ: 215-222
  • DOI: 10.1093/jb/mvw063
  • NAID: 40021133504
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Instability of C154Y variant of aldo-keto reductase 10.1038/s41598-017-00710-x1C3 (2017)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Endo, Sayaka Takada, Ryo P. Honda, Kathrin Muller, Jochen H. Weishaupt, Peter M. Andersen, Albert C. Ludolph, Yuji O. Kamatari, Toshiyuki Matsunaga, Kazuo Kuwata, Ossama El-Kabbani, Akira Ikari
  • 雑誌名: Chemico-Biological Interactions 巻: S0009-2797(16) ページ: 194-202
  • DOI: 10.1016/j.cbi.2016.12.018
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The native state of prion protein (PrP) directly inhibits formation of PrP-amyloid fibrils in vitro. (2017)
  • 著者名/発表者名: Ryo P. Honda and Kazuo Kuwata
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7 号: 1 ページ: 562-562
  • DOI: 10.1038/s41598-017-00710-x
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A Novel Potent and Highly Specific Inhibitor against Influenza Viral N1-N9 Neuraminidases: Insight into Neuraminidase-inhibitor Interactions (2016)
  • 著者名/発表者名: Nongluk Sriwilaijaroen, Sadagopan Magesh, Akihiro Imamura, Hiromune Ando, Hideharu Ishida, Miho Sakai, Erika Ishitsubo, Takanori Hori, Setsuko Moriya, Takeshi Ishikawa, Kazuo Kuwata, Takato Odagiri, Masato Tashiro, Hiroaki Hiramatsu, Kenji Tsukamoto, Taeko Miyagi, Hiroaki Tokiwa, Makoto Kiso, and Yasuo Suzuki
  • 雑誌名: J.Med.Chem. 巻: 59 号: 10 ページ: 4563-4577
  • DOI: 10.1021/acs.jmedchem.5b01863
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Logical design of an anti-cancer agent targeting the Plant Homeodomain (PHD) in Pygopus2 (2016)
  • 著者名/発表者名: Ferdausi Ali, Keiichi Yamaguchi, Mayuko Fukuoka, Abdelazim Elsayed Elhelaly, and Kazuo Kuwata
  • 雑誌名: Cancer Science 巻: 107(9) 号: 9 ページ: 1321-8
  • DOI: 10.1111/cas.12995
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Effects of ligand binding on the stability of aldo-keto reductases (AKR) (2016)
  • 著者名/発表者名: Kabir Aurangazeb, Ryo P. Honda, Yuji O. Kamatari, Satoshi Endo, Mayuko Fukuoka, and Kazuo Kuwata
  • 雑誌名: Protein Science 巻: 25(12） 号: 12 ページ: 2132-41
  • DOI: 10.1002/pro.3036
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Synthesis of double-fluorescent labeled prion protein for FRET analysis. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hosokawa-Muto J, Yamaguchi K, Kamatari YO, Kuwata K.
  • 雑誌名: Biosci Biotechnol Biochem. 巻: 79 号: 11 ページ: 1802-1809
  • DOI: 10.1080/09168451.2015.1050991
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A native-like intermediate serves as a branching point between the folding and aggregation pathways of the mouse prion protein (2015)
  • 著者名/発表者名: Honda RP, Xu M, Yamaguchi KI, Roder H, Kuwata K
  • 雑誌名: Structure. 巻: 23(9) 号: 9 ページ: 1735-1742
  • DOI: 10.1016/j.str.2015.07.001
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Logical design of anti-prion agents using NAGARA (2015)
  • 著者名/発表者名: Ma B, Yamaguchi K, Fukuoka M, Kuwata K
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 巻: 469(4): 号: 4 ページ: 930-935
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2015.12.106
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 研究と臨床をつなぐ―プリオン病治療薬開発における基礎から前臨床まで― (2015)
  • 著者名/発表者名: 桑田一夫
  • 雑誌名: 医薬品医療機器レギュラトリーサイエンス 巻: Vol.46 No.7 ページ: 428-432
  • NAID: 40020534984
  • 査読あり
• [雑誌論文] 神経変性疾患と‘かたち’の制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 桑田一夫
  • 雑誌名: Clinical Neuroscience月刊 臨床神経科学 言語の起源と脳の進化 Vol.33 8 962-963 巻: Vol.33 8 ページ: 962-963
  • 査読あり
• [雑誌論文] Acid-induced Molten Globule State of a Prion Protein: Crucial Role of Strand 1-Helix 1-Strand 2 Segment. (2014)
  • 著者名/発表者名: Honda RP, Kei-ichi Yamaguchi, Kuwata K.
  • 雑誌名: The Journal of biological chemistry. 巻: 289(44) 号: 44 ページ: 30355-30363
  • DOI: 10.1074/jbc.m114.559450
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] KOTOBUKI-1 apparatus for cryogenic coherent X-ray diffraction imaging (2013)
  • 著者名/発表者名: Masayoshi Nakasako, Yuki Takayama, Tomotaka Oroguchi, et al.
  • 雑誌名: Review of Scientific Instruments 巻: 84 号: 9 ページ: 93705-93705
  • DOI: 10.1063/1.4822123
  • 査読あり
• [学会発表] Real-Time In vitro Conversion of Prion Protein Detected by NMR（ポスター） (2016)
  • 著者名/発表者名: Keiichi Yamaguchi, Yuji O Kamatari, Ryo P Honda, Kazuo Kuwata
  • 学会等名: XXVIIth International Conference on Magnetic Resonance in Biological Systems
  • 発表場所: Kyoto International Conference Center
  • 年月日: 2016-08-21
  • 国際学会
• [学会発表] Instability of C154Y variant of aldo-keto reductase 1C3 found in familial amyotrophic lateral sclerosis. (ポスター） (2016)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Endo, Sayaka Takada, Ryo Honda, Kathrin Muller, Yuji O. Kamatari, Toshiyuki Matsunaga, Kazuo Kuwata, Jochen Weishaupt, Akira Ikari
  • 学会等名: 18th International Workshop on the Enzymology and Molecular Biology of Carbonyl Metabolism
  • 発表場所: Costa Brava, Spain
  • 年月日: 2016-07-12
  • 国際学会
• [学会発表] Continuous ultrasonic irradiation induces rapid aggregations of MoPrP depending on pH (2016)
  • 著者名/発表者名: Kei-ichi Yamaguchi, Ryo Honda, Abdelazim Elsayed Elhelaly, Kazuo Kuwata
  • 学会等名: 第16回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場
  • 年月日: 2016-06-07
• [学会発表] Logical design of a therapeutic agent for prion diseases (2016)
  • 著者名/発表者名: Kazuo Kuwata
  • 学会等名: PRION 2016 Tokyo
  • 発表場所: 一ツ橋ホール 東京
  • 年月日: 2016-05-10
  • 国際学会
• [学会発表] Folding and misfolding pathways of prion protein (2016)
  • 著者名/発表者名: Ryo P. Honda, Kei-ichi Yamaguchi, Kazuo Kuwata
  • 学会等名: PRION 2016 Tokyo
  • 発表場所: 一ツ橋ホール 東京
  • 年月日: 2016-05-10
  • 国際学会
• [学会発表] A local conformation of natively disordered yeast prion monomer determines interspecies prion transmissibility (2016)
  • 著者名/発表者名: Toshinobu shida, Yuji O. Kamatari, Kazuo Kuwata, Motomasa Tanaka
  • 学会等名: PRION 2016 Tokyo
  • 発表場所: 一ツ橋ホール 東京
  • 年月日: 2016-05-10
  • 国際学会
• [学会発表] Calibaration of ultrasonic power and conformational analysis of MoPrP amyloid fibrils(ポスター） (2016)
  • 著者名/発表者名: Kei-ichi Yamaguchi, Junji Hosokawa-Muto, Yuji O. Kamatari, Kazuo Kuwata
  • 学会等名: PRION 2016 Tokyo
  • 発表場所: 一ツ橋ホール 東京
  • 年月日: 2016-05-10
  • 国際学会
• [学会発表] Discovery of anti-prion agents using PyMOL plugin-based logical drug design platform NAGARA（ポスター） (2016)
  • 著者名/発表者名: Baio Ma, Kei-ichi Yamaguchi, Mayuko Fukuoka, Kazuo Kuwata
  • 学会等名: PRION 2016 Tokyo
  • 発表場所: 一ツ橋ホール 東京
  • 年月日: 2016-05-10
  • 国際学会
• [学会発表] Classification of anti-prion compounds based on the binding properties to prion proteins（ポスター） (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuji O. Kamatari, Kazuo Kuwata
  • 学会等名: PRION 2016 Tokyo
  • 発表場所: 一ツ橋ホール 東京
  • 年月日: 2016-05-10
  • 国際学会
• [学会発表] Latent structural variation in a yeast prion monomer determines strain phenotypes（ポスター） (2016)
  • 著者名/発表者名: Motomasa Tanaka, Yumiko Ohhashi, Yoshiki Yamaguchi, Yuji O. Kamatari, Kazuo Kuwata
  • 学会等名: PRION 2016 Tokyo
  • 発表場所: 一ツ橋ホール 東京
  • 年月日: 2016-05-10
  • 国際学会
• [学会発表] プリオン病治療薬の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 桑田一夫
  • 学会等名: 第5回岐阜構造生物学・医学・論理的創薬研究シンポジウム
  • 発表場所: 岐阜薬科大学、岐阜
  • 年月日: 2016-03-10
  • 招待講演
• [学会発表] 統合創薬ソフトNAGARAの開発、論理的創薬機医学の創始、及び論理的 医療の実践 (2016)
  • 著者名/発表者名: 桑田一夫
  • 学会等名: インシリコ創薬の展望セミナー
  • 発表場所: 臨床研究情報センター 神戸
  • 招待講演
• [学会発表] プリオン病治療薬の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 桑田一夫
  • 学会等名: 日本アミロイド―シス研究会学術集会
  • 発表場所: KKRホテル東京
• [学会発表] Toward a first in human trial of a medical chaperone for prion diseases（オーラル） (2015)
  • 著者名/発表者名: Kazuo Kuwata
  • 学会等名: Therapeutic approaches to prion disease and other neurodegenerative conditions associated with protein misfolding
  • 発表場所: Cold Spring Harbor Laboratory, USA
  • 年月日: 2015-09-15
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Continuous ultrasonication induces the rapid formation of mPrP aggregates（ポスター） (2015)
  • 著者名/発表者名: Kei-ichi Yamaguchi, Ryo P. Honda, Abdelazim Elsayed Elhelaly, Kazuo Kuwata
  • 学会等名: APPS2015
  • 発表場所: 石川音楽堂、石川県
  • 年月日: 2015-09-04
  • 国際学会
• [学会発表] ’A-state’ of PrP a branching point between the folding and misfolding pathways（ポスター） (2015)
  • 著者名/発表者名: Ryo P. Honda, Kazuo Kuwata
  • 学会等名: APPS2015
  • 発表場所: 石川音楽堂、石川県
  • 年月日: 2015-09-04
  • 国際学会
• [学会発表] Strategy for elucidating abnormal structure od prion proteins using the double-fluorescent labeling method and FRET analysis（ポスター） (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuji O.Kamatari, Junji Hosokawa-Muto, Kei-ichi Yamaguchi, Kazuo Kuwata
  • 学会等名: APPS2015
  • 発表場所: 石川音楽堂、石川県
  • 年月日: 2015-09-04
  • 国際学会
• [学会発表] Structural Characterization of Two Distinct Yeast Prion Protein Interaction（オーラル） (2015)
  • 著者名/発表者名: Toshinobu Shida, Yuji Kamatari, Yoshiki Yamagushi, Kazuo Kuwata, Motomasa Tanaka
  • 学会等名: 第15回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: あわぎんホール、徳島県
  • 年月日: 2015-06-24
  • 招待講演
• [学会発表] Molten globule state and misfolding of a prion protein（オーラル） (2015)
  • 著者名/発表者名: Kei-ichi Yamaguchi, Ryo P. Honda, Kazuo Kuwata
  • 学会等名: 第15回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: あわぎんホール、徳島県
  • 年月日: 2015-06-24
  • 招待講演
• [学会発表] Elucidation of the pathogenic conversion mechanism of a prion protein, diagnosis and treatment（オーラル） (2015)
  • 著者名/発表者名: Kazuo Kuwata
  • 学会等名: 第15回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: あわぎんホール、徳島県
  • 年月日: 2015-06-24
  • 招待講演
• [学会発表] Toward the First in Human Clinical Trial of Medical Chaperone for Prion Diseases（オーラル） (2015)
  • 著者名/発表者名: 桑田一夫
  • 学会等名: 第56回日本神経学会学術大会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ、ホテル日航新潟、新潟県
  • 年月日: 2015-05-20
  • 招待講演
• [学会発表] プリオン蛋白質のミスフォールディング過程におけるモルテングロビュール状態 (2015)
  • 著者名/発表者名: 桑田一夫、本田諒
  • 学会等名: 第四回岐阜構造生物学・医学・論理的創薬研究会シンポジウム
  • 発表場所: 岐阜薬科大学
  • 年月日: 2015-03-05
• [学会発表] プリオン病治験体制の整備 (2015)
  • 著者名/発表者名: 桑田一夫
  • 学会等名: 革新的医療研究開発で挑む神経変性疾患―プリオン病治験体制の確立に向けて―
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
  • 年月日: 2015-02-14
• [学会発表] XFEL低温コヒーレントX線回折イメージングによるアミロイド繊維凝集体の構造研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 真崎悠、小林周、関口優希、苙口友隆、中迫雅由、山口圭一、桑田一夫、亀田啓、福井直也、河田康志、高山裕貴、山本雅貴
  • 学会等名: 第28回日本放射光学会年会・放射光化学合同シンポジウム
  • 発表場所: 立命館大学
  • 年月日: 2015-01-12
• [学会発表] カルボニル還元酵素（CBR1）阻害活性を有する8-Hydroxy-2-imino-2H-chromene-3-carboxamide誘導体の創製 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小栗 弘成、遠藤 智史、宮城 菜未希、胡 大イ、荒井 裕貴、松永 俊之、五十里 彰、桑田 一夫、原 明、合田 浩明、豊岡 尚樹
  • 学会等名: 第32回メディシナルシンポジウム
  • 発表場所: 神戸国際会議場
  • 年月日: 2014-11-26 – 2014-11-28
• [学会発表] キネティックＮＭＲによるタンパク質の‘かたち’の進化の観測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 桑田一夫、山口圭一
  • 学会等名: 第53回ＮＭＲ討論会
  • 発表場所: 大阪大学コンベンションセンター
  • 年月日: 2014-11-04
• [学会発表] プリオン病に対するメディカルシャペロンの医師主導治験に向けて (2014)
  • 著者名/発表者名: 桑田一夫
  • 学会等名: 講演会
  • 発表場所: 国立精神・神経医療研究センター
  • 年月日: 2014-09-18
  • 招待講演
• [学会発表] CXDIによるアミロイド線維の一分子構造解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 桑田一夫、山口圭一
  • 学会等名: 第14回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: ワークピア横浜/横浜産貿ホール
  • 年月日: 2014-06-27
• [学会発表] Sup35天然変性領域のアミロイド構造多形形成機構の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 鎌足雄司、桑田一夫
  • 学会等名: 第14回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: ワークピア横浜/横浜産貿ホール
  • 年月日: 2014-06-27
• [学会発表] プリオン蛋白質のモンテグロビュール状態の発見とオリゴマー形成との関連 (2014)
  • 著者名/発表者名: 本田諒、山口圭一、桑田一夫
  • 学会等名: 第14回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: ワークピア横浜/横浜産貿ホール
  • 年月日: 2014-06-27
• [学会発表] 論理的創薬からGMP製造へ (2014)
  • 著者名/発表者名: 桑田一夫
  • 学会等名: 日本薬学会東海支部 特別講演会
  • 発表場所: 岐阜薬科大学
  • 年月日: 2014-04-16
  • 招待講演