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異常構造型脳タンパク質の経口摂取による神経変性疾患発症の可能性

公募研究

研究領域脳タンパク質老化と認知症制御
研究課題/領域番号 17H05705
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 生物系
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

古川 良明  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (40415287)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード金属タンパク質 / 蛋白質 / 神経変性疾患 / 銅タンパク質
研究実績の概要

酸化ストレスの増大は、タンパク質などの生体分子に酸化的な修飾を施すことが知られており、様々な疾患で観察される。例えば、神経変性疾患の一種である筋萎縮性側索硬化症(ALS)では、各種の酸化ストレスマーカーが病変部位である脊髄において増大するとともに、銅・亜鉛スーパーオキシドディスムターゼ(SOD1)の構造異常化(ミスフォールディング)が進行するとされている。実際、精製したSOD1に高濃度(mM)の過酸化水素(H2O2)を添加することでTrp/His/Cysが酸化されることから、酸化修飾によるSOD1のミスフォールディング機構が提案されている。しかし、生体内でのH2O2濃度がmMレベルにまで高くなることがあるのかは甚だ疑問であり、酸化ストレスの増大がSOD1の構造にもたらす影響は明らかとなっていない。そこで、低濃度(microM)のH2O2がSOD1の構造にもたらす影響を検討したところ、タンパク質表面に露出したCys111のチオール基がスルフェニル化されることが確認された。天然状態のSOD1はホモ二量体として存在しているが、スルフェニル化を通じて異常化したSOD1は単量体となり、構造揺らぎが増大したミスフォールド体となっていることも分かった。つまり、生体内で生じるH2O2によって、SOD1はスルフェニル化されうることが十分に考えられ、金属イオンがさらに解離することでミスフォールドすることが考えられた

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 10件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 8件、 招待講演 6件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Sequence- and seed-structure-dependent polymorphic fibrils of alpha-synuclein2019

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Goki、Yamanaka Tomoyuki、Furukawa Yoshiaki、Kajimura Naoko、Mitsuoka Kaoru、Nukina Nobuyuki
    • 雑誌名

      Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Basis of Disease

      巻: 19 号: 6 ページ: 30065-1

    • DOI

      10.1016/j.bbadis.2019.02.013

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biochemical and morphological classification of disease-associated alpha-synuclein mutants aggregates2019

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Goki、Yamanaka Tomoyuki、Furukawa Yoshiaki、Kajimura Naoko、Mitsuoka Kaoru、Nukina Nobuyuki
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 508 号: 3 ページ: 729-734

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2018.11.200

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 生体内銅イオン動態に着目した筋萎縮性側索硬化症の病理解明2018

    • 著者名/発表者名
      古川良明
    • 雑誌名

      生化学

      巻: 90 号: 3 ページ: 311-319

    • DOI

      10.14952/SEIKAGAKU.2018.900311

    • ISSN
      0037-1017
    • 年月日
      2018-06-25
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Rapid dissemination of alpha-synuclein seeds through neural circuits in an in-vivo prion-like seeding experiment2018

    • 著者名/発表者名
      Okuzumi Ayami、Kurosawa Masaru、Hatano Taku、Takanashi Masashi、Nojiri Shuuko、Fukuhara Takeshi、Yamanaka Tomoyuki、Miyazaki Haruko、Yoshinaga Saki、Furukawa Yoshiaki、Shimogori Tomomi、Hattori Nobutaka、Nukina Nobuyuki
    • 雑誌名

      Acta Neuropathologica Communications

      巻: 6 号: 1 ページ: 96-96

    • DOI

      10.1186/s40478-018-0587-0

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Elimination of TDP-43 inclusions linked to amyotrophic lateral sclerosis by a misfolding-specific intrabody with dual proteolytic signals.2018

    • 著者名/発表者名
      Tamaki Y, Shodai A, Morimura T, Hikiami R, Minamiyama S, Ayaki T, Tooyama I, Furukawa Y, Takahashi R, Urushitani M.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 印刷中 号: 1 ページ: 6030-6030

    • DOI

      10.1038/s41598-018-24463-3

    • NAID

      120006482849

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cu/Zn-superoxide dismutase forms fibrillar hydrogels in a pH-dependent manner via a water-rich extended intermediate state2018

    • 著者名/発表者名
      Fujiwara Noriko、Wagatsuma Michiru、Oba Naoto、Yoshihara Daisaku、Tokuda Eiichi、Sakiyama Haruhiko、Eguchi Hironobu、Ichihashi Motoko、Furukawa Yoshiaki、Inoue Tadashi、Suzuki Keiichiro
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 13 号: 10 ページ: e0205090-e0205090

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0205090

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Identification of a novel zinc-binding protein, C1orf123, as an interactor with a heavy metal-associated domain2018

    • 著者名/発表者名
      Furukawa Yoshiaki、Lim Carolyn、Tosha Takehiko、Yoshida Koki、Hagai Tomoaki、Akiyama Shuji、Watanabe Shoji、Nakagome Kenta、Shiro Yoshitsugu
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 13 号: 9 ページ: e0204355-e0204355

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0204355

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A copper-deficient form of mutant cu/Zn-superoxide dismutase as an early pathological species in amyotrophic lateral sclerosis2018

    • 著者名/発表者名
      Tokuda Eiichi、Nomura Takao、Ohara Shinji、Watanabe Seiji、Yamanaka Koji、Morisaki Yuta、Misawa Hidemi、Furukawa Yoshiaki
    • 雑誌名

      Biochimica et Biophysica Acta - Molecular Basis of Disease

      巻: 印刷中 号: 6 ページ: 2119-2130

    • DOI

      10.1016/j.bbadis.2018.03.015

    • 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] An essential role of N-terminal domain of copper chaperone in the enzymatic activation of Cu/Zn-superoxide dismutase2017

    • 著者名/発表者名
      Fukuoka Mami、Tokuda Eiichi、Nakagome Kenta、Wu Zhiliang、Nagano Isao、Furukawa Yoshiaki
    • 雑誌名

      Journal of Inorganic Biochemistry

      巻: 175 ページ: 208-216

    • DOI

      10.1016/j.jinorgbio.2017.07.036

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Abnormal protein oligomers for neurodegeneration2017

    • 著者名/発表者名
      Tokuda Eiichi、Furukawa Yoshiaki
    • 雑誌名

      Oncotarget

      巻: 8 号: 25 ページ: 39943-39944

    • DOI

      10.18632/oncotarget.18030

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Aggregation of FET Proteins as a Pathological Change in Amyotrophic Lateral Sclerosis2017

    • 著者名/発表者名
      Furukawa Yoshiaki、Tokuda Eiichi
    • 雑誌名

      Advances in Experimental Medicine and Biology

      巻: 925 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1007/5584_2016_32

    • ISBN
      9789811037092, 9789811037108
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Metal-deficiency in Cu/Zn-superoxide dismutase: a potential cause of motor neuron disease, ALS2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Furukawa
    • 学会等名
      9th Asian Biological Inorganic Chemistry Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A misfolding mechanism of Cu/Zn-superoxide dismutase under oxidative conditions of amyotrophic lateral sclerosis2018

    • 著者名/発表者名
      Itsuki Anzai, Eiichi Tokuda, Atsushi Mukaiyama, Shuji Akiyama, and Yoshiaki Furukawa
    • 学会等名
      9th Asian Biological Inorganic Chemistry Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Factors controlling expression levels of periplasmic Cu/Zn-superoxide dismutase in Escherichia coli2018

    • 著者名/発表者名
      Koki Yoshida and Yoshiaki Furukawa
    • 学会等名
      9th Asian Biological Inorganic Chemistry Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Conformation-dependent toxicity of Cu/Zn-superoxide dismutase in Caenorhabditis elegans2018

    • 著者名/発表者名
      Ayano Toba, Eiichi Tokuda, and Yoshiaki Furukawa
    • 学会等名
      9th Asian Biological Inorganic Chemistry Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A network for intracellular copper distribution controlled by interactions between copper chaperones2018

    • 著者名/発表者名
      Kyoka Matsumoto, Kenta Nakagome, and Yoshiaki Furukawa
    • 学会等名
      9th Asian Biological Inorganic Chemistry Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Wild-type SOD1 is misfolded in cerebrospinal fluid of sporadic ALS2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Furukawa, Eiichi Tokuda, Shinji Ohara, Noriko Fujiwara
    • 学会等名
      22nd International Symposium on ALS/MND
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 神経変性疾患に見られる生体内銅イオン動態の異常2018

    • 著者名/発表者名
      古川良明
    • 学会等名
      第6回メタロミクス研究フォーラム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A mechanism on copper acquisition of bacterial Cu/Zn-superoxide dismutase2018

    • 著者名/発表者名
      古川良明
    • 学会等名
      第56回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 筋萎縮性側索硬化症における銅・亜鉛結合タンパク質SOD1のミスフォールディングメカニズム2018

    • 著者名/発表者名
      古川良明
    • 学会等名
      第18回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 筋萎縮性側索硬化症に見られる銅・亜鉛結合タンパク質SOD1のミスフォールディングメカニズム2017

    • 著者名/発表者名
      古川良明
    • 学会等名
      第5回メタロミクス研究フォーラム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生体内の銅イオン動態と神経変性疾患2017

    • 著者名/発表者名
      古川良明
    • 学会等名
      分子研研究会「生体金属動態」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Roles of metallochaperone in the activation of Cu/Zn-superoxide dismutase2017

    • 著者名/発表者名
      古川良明
    • 学会等名
      第17回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] SOD1-linked familial ALS with marked intrafamilial phenotypic variation. How clinical features relate to pathology?2017

    • 著者名/発表者名
      Shinji Ohara, Yo-ichi Takei, Akinori Nakamura, Kenya Oguchi, Hidemi Misawa, and Yoshiaki Furukawa
    • 学会等名
      International Conference on Neurology and Brain Disorders
    • 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] Development of peptides that specifically recognize misfolded SOD1 proteins in amyotrophic lateral sclerosis2017

    • 著者名/発表者名
      Eiichi Tokuda, Kenichi Nagasawa, Takao Nomura, Hidemi Misawa, Shinji Ohara, Koji Yamanaka, and Yoshiaki Furukawa
    • 学会等名
      28th International Symposium on ALS/MND
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 筋萎縮性側索硬化症にみられる変異型SOD1への金属イオン結合の異常2017

    • 著者名/発表者名
      古川良明、徳田栄一、大原慎司、山中宏二、三澤日出巳
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] A mechanism of enzymatic activation of Cu/Zn-superoxide dismutase by its copper chaperone2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Furukawa and Mami Fukuoka
    • 学会等名
      日本生物物理学会第55回年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Development of peptides that specifically recognize misfolded SOD1 proteins in amyotrophic lateral sclerosis2017

    • 著者名/発表者名
      徳田栄一、長澤健一、野村尚生、三澤日出巳、山中宏二、古川良明
    • 学会等名
      第40回日本神経科学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] タンパク質の構造異常を検出できるファージの開発と神経変性疾患の病理解明への応用2017

    • 著者名/発表者名
      古川良明、徳田栄一、長澤健一、野村尚生、山中宏二、三澤日出巳、大原慎司
    • 学会等名
      第44回生体分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] 食と医療 2018 FALL-WINTER Vol.72018

    • 著者名/発表者名
      「食と医療」事務局
    • 総ページ数
      116
    • 出版者
      講談社
    • ISBN
      9784065140581
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 慶應理工のタンパク質科学(生命機構化学・古川研究室)

    • URL

      https://furukawa.mixh.jp

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] Furukawa Lab. Home

    • URL

      http://www.chem.keio.ac.jp/~furukawa/index.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2019-12-27  

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