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2002 年度 研究成果報告書概要

病原性プリオン蛋白質の生成機構に関する基盤研究

研究課題

研究課題/領域番号 12460130
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 基礎獣医学・基礎畜産学
研究機関帯広畜産大学

研究代表者

牧野 壮一  帯広畜産大学, 畜産学部, 助教授 (30181621)

研究分担者 堀内 基広  帯広畜産大学, 原虫病研究センター, 助教授 (30219216)
古岡 秀文  帯広畜産大学, 畜産学部, 助教授 (60238665)
研究期間 (年度) 2000 – 2002
キーワードプリオン / スクレイピー / PrP / 構造転換 / グリコサミノグリカン / 合成ペプチド / BSE
研究概要

異常型プリオン蛋白質(PrPSc)は感染因子プリオンの主要構成要素であり、その生成機構はプリオン病病因論の中心となる。プリオン(PrPSc)が外部から侵入すると、正常型プリオン蛋白質(PrPC)と会合して、PrPCをPrPScに転換する。この際、PrPScは鋳型(seed)として働く。本研究では、PrScをseedとするPrPSc生成過程におけるPrPCとPrPScの分子間相互作用を解析した。
マウスとハムスターのPrPを用いて、同種のPrPCとPrPScの組み合わせではPrPCはPrPScに転換するが、異種の組み合わせでは転換効率が非常に悪かった。しかしPrPCは異種PrPScと結合し得た。関連する一連の実験結果から、PrPScへの構造転換は、PrPCとPrPScの結合の段階ではなく、主に結合後の構造転換の段階で規定されること、構造転換の宿主特異性はPrP分子の中央部に存在する3アミノ酸の違いにより規定されることを明らかにした。また、PrScの生成に関与する微小環境の条件検討を行ったところ、グリコサミノグリカン(GAG)の構成要素である硫酸多糖がPrPScへの構造転換を促進することを発見した。硫酸多糖は細胞外間マトリックスに多く存在することから、PrPCは細胞膜上に発現することから、プリオン感染動物において細胞外マトリックス中の硫酸多糖がPrPC-PrPSc分子間相互作用に関与する可能が示唆された。さらに、PrP合成ペプチドを使用したPrPSc産生阻害試験の結果から、PrP119-141,PrP168-179,およびPrP200-223の合成ペプチドがPrPCとPrPScの結合を阻害することを見出した。これらのペプチドはPrPCと結合すること、およびβシート構造をとることから、ペプチドがPrPSc凝集体上に存在するPrPCとの結合ドメインを模倣すること、言い換えると、これらの領域がPrPC結合ドメインを形成する可能性が示唆された。PrPCとPrPScの分子間相互作用を解析する道具として、PrP分子に対するモノクローナル抗体(mAb)パネルを作製した。計34のmAbは認識するエピトープから10群に分類された。グループI〜VIIはPrP分子上のリニアエピトープを認識する抗体、グループVIII、IXはPrP分子上の構造エピトープを認識する抗体であった。また、グループIXはPrPSc特異的エピトープを認識する抗体である可能性が強く示唆された。このパネル抗体は今後のPrPC-PrPSc分子間相互作用の解析に非常に有用な道具となると考えられる。
以上のように本研究では、PrPC-PrPSc分子間相互作用の生化学的な解析から、その特性、必要な微小環境、会合に関与するドメインなどの一端を明らかにした。

  • 研究成果

    (18件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (18件)

  • [文献書誌] Horiuchi, M. et al.: "Interactions between heterologous forms of prion protein : binding, inhibition of conversion, and species barrier"Proc.Natl Acad.Sci.USA. 97. 5836-5841 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Horiuchi, M. et al.: "Inhibition of interactions and interconversions of prion protein isoforms by peptide fragments from the C-terminal folded domain"J.Biol.Chem.. 276. 15489-15497 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Wong, C. et al.: "Sulfated glycans and elevated temperature stimulate PrP(Sc)-dependent cell-free formation of protease-resistant prion protein"EMBOJ.. 20. 377-386 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Yamamoto, M. et al.: "Glycidol degrades scrapie mouse prion protein"J.Vet.Med.Sci.. 63. 983-990 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 品川森一: "プリオン病の免疫学的検出法"生活衛生. 45. 259-269 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 池田徹也: "牛海綿状脳症に関する検査概要と今後の対応"食品衛生研究. 52. 33-42 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 堀内 基広: "動物のプリオン病"ウイルス. 51. 145-150 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Horiuchi, M. et al.: "Biological and biochemical characterization of sheep scrapie in Japan"J.Clin.Microbiol. 40. 3421-3426 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Takekida, K. et al.: "Quantitative analysis of prion protein by immunoblotting"J.Health Science. 48. 288-291 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Horiuchi, M., et al.: "Interactions between heterologuous forms of prion protein : binding, inhibition of conversion, and species barrier"Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 97. 5836-5841 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Horiuchi, M., et al.: "Inhibition of interactions and interconversions of prion protein isoforms by peptide fragments from the C-terminal folded domain"J. Biol. Chem.. 276. 15489-15497 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Wong, C., et al.: "Sulfated glycans and elevated temperature stimulate PrP(Sc)-dependent cell-free formation of protease-resistant prion protein"EMBO J.. 20. 377-386 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Yamamoto, M., et al.: "Glycidol degrades scrapie mouse prion protein"J. Vet. Med. Sci.. 63. 983-990 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Shinagawa, M., et al.: "Immunological detection methods for prion"J. Urban Living Health Assoc.. 45. 259-269 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Ikeda, T., et al.: "Outline of inspection system for bovine spongiform encephalopathy in Japan and future correspondence (in Japanese)"Food Sanitation Research. 52. 33-42 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Horiuchi, M.: "Prion diseases in animal (in Japanese)"Uirus. 51. 145-150 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Horiuchi, M., et al.: "Biological and biochemical characterization of sheep scrapie in Japan"J. Clin. Microbiol.. 40. 3421-3426 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Takekida, K., et al.: "Quantitative analysis of prion protein by immunoblotting"J. Health Science. 48. 288-291 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より

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公開日: 2004-04-14  

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