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過飽和に制御される変性蛋白質の柔らかで大きな構造相転移の計測

公募研究

研究領域理論と実験の協奏による柔らかな分子系の機能の科学
研究課題/領域番号 16H00836
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
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)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2017年度)
配分額 *注記
6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2017年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2016年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワード脳神経変性疾患 / 生体分子 / 老化 / 蛋白質 / アミロイド線維 / 過飽和 / 溶解度 / 超音波 / 脳神経疾患 / 蛋白質凝集 / 相転移
研究実績の概要

代表者は、アミロイド線維形成が、溶解度と過飽和によって決まる相転移現象であることを提唱してきた。さらに、析出力が強い条件下では、ガラス状態に相当するアモルファス凝集を形成する。アミロイド線維とアモルファス凝集の分配は、両者の競争反応によって起きることが示唆される。本研究では、フォールディングとミスフォールディングを包括する構造転移のモデルを実験と理論によって構築するため、超音波を用いたミスフォールディング計測の実験的研究を、平成29年度4月から6月にかけて重点的に行った。その結果、以下の成果を得た。
①アミロイド相転移の速度論と計測:プレートリーダを用いるHANABIと、通常の蛍光光度計のセルに直接超音波を照射するシステムを用いて、アミロイド線維の形成機構を研究した。アミロイド線維とアモルファス凝集の形成過程を比較することにより、アミロイド線維の競争的形成を検証すると共に、アモルファス凝集が過飽和解消のトリガーとして作用することを示唆する結果を得た。
③アミロイド線維とアモルファス凝集の直接的比較:445 nmのLEDランプを用いて、マイクロプレート中のアミロイド線維を特異的に観察する方法を確立した。溶液の見かけの凝集状況と比較することによって、変性蛋白質の可溶性状態、アミロイド線維、アモルファス凝集間の相転移を、可視化することに成功した。これにより、アモルファス凝集とアミロイド線維の競争的形成反応がより、明確となった。
しかしながら、平成29年6月30日付の平成29年度科学研究補助金内定において、研究代表者となっている課題(新学術領域研究(研究領域提案型)課題番号:17H06352)が新たに採択されたため、本研究は廃止した。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件、 招待講演 5件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] エトバッシュローランド大学(ハンガリー)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Drastic acceleration of fibrillation of insulin by transient cavitation bubble2017

    • 著者名/発表者名
      Nakajima, K., Nishioka, D., Hirao, M., So, M., Goto, Y., Ogi, H.
    • 雑誌名

      Ultrason. Sonochem.

      巻: 36 ページ: 206-211

    • DOI

      10.1016/j.ultsonch.2016.11.034

    • NAID

      120007148339

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Model membrane size-dependent amyloidogenesis of Alzheimer's amyloid-β peptides2017

    • 著者名/発表者名
      Kinoshita Misaki、Kakimoto Erina、Terakawa Mayu S.、Lin Yuxi、Ikenoue Tatsuya、So Masatomo、Sugiki Toshihiko、Ramamoorthy Ayyalusamy、Goto Yuji、Lee Young-Ho
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 19 号: 24 ページ: 16257-16266

    • DOI

      10.1039/c6cp07774a

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Non-native alpha-helices in the initial folding intermediate facilitate the ordered assembly of the beta-barrel in beta-lactoglobulin2017

    • 著者名/発表者名
      Sakurai, K., Yagi, M., Konuma, T., Takahashi, S., Nishimura, C., Goto, Y.
    • 雑誌名

      Biochemistry

      巻: 56 号: 36 ページ: 4799-4807

    • DOI

      10.1021/acs.biochem.7b00458

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Heparin-induced amyloid fibrillation of beta2-microglobulin explained by solubility and a supersaturation-dependent conformational phase diagram.2017

    • 著者名/発表者名
      So, M., Hata, Y., Naiki, H. and Goto, Y.
    • 雑誌名

      Protein Science

      巻: 26 号: 5 ページ: 1024-1036

    • DOI

      10.1002/pro.3149

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Optimized ultrasonic irradiation finds out ultra-stable Abeta1-40 oligomer.2017

    • 著者名/発表者名
      Nakajima, K., So, M., Takahashi, K., Tagawa, Y., Hirao, M., Goto, Y. and Ogi, H.
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B

      巻: 121 号: 12 ページ: 2603-2613

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.7b01409

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Thioflavin T-silent denaturation intermediates support the main-chain dominated architecture of amyloid fibrils.2016

    • 著者名/発表者名
      Noda, S., So, M., Adachi, M., Kardos, J., Akazawa-Ogawa, Y., Hagihara, H., and Goto, Y.
    • 雑誌名

      Biochemistry

      巻: 55 号: 28 ページ: 3937-3948

    • DOI

      10.1021/acs.biochem.6b00231

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Supersaturation-limited phase transition of denatured proteins producing amyloid fibrils2017

    • 著者名/発表者名
      Yuji Goto
    • 学会等名
      The 5th APPA/12th PST joint conference
    • 発表場所
      Bangsaen, Thailand
    • 年月日
      2017-07-11
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 超音波に依存した蛋白質過飽和溶液の相転移現象2017

    • 著者名/発表者名
      後藤祐児
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会シンポジウム
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府、豊中市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Revisiting supersaturation as a factor determining amyloid fibrillation2016

    • 著者名/発表者名
      Goto, Yuji
    • 学会等名
      Third International Symposium on Protein Folding & Dynamics
    • 発表場所
      NCBS (Bangalore, India)
    • 年月日
      2016-11-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] アモルファス凝集とアミロイド線維の区別および疾患関連性2016

    • 著者名/発表者名
      後藤祐児
    • 学会等名
      企業現場のニーズと先端蛋白質科学との接点を探るシンポジウム
    • 発表場所
      東京大学(東京都、文京区)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 蛋白質の凝集と病気2016

    • 著者名/発表者名
      後藤祐児
    • 学会等名
      大阪大学リサーチクラウドカフェ
    • 発表場所
      京阪電車なにわ橋駅(大阪府、大阪市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 蛋白質研究所構造形成研究室

    • URL

      http://www.protein.osaka-u.ac.jp/physical/yoeki.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [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

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-26   更新日: 2018-12-17  

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