ペルオキシソーム欠損症における病因蛋白の立体構造解析による発症機序の解明について

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13670791
• 研究機関: 岐阜大学
• 研究代表者: 下澤 伸行 岐阜大学, 医学部, 助教授 (00240797)
• 研究分担者: 加藤 善一郎 岐阜大学, 医学部・附属病院, 助手 (90303502)
• キーワード: ペルオキシソーム / 温度感受性 / 立体構造

研究概要

ペルオキシソーム欠損症は脂肪酸代謝など生体に重要な代謝機能を有するペルオキシソームが先天的に欠損し、脳肝腎などに重篤な異常を呈する常染色体劣性の遺伝病で、臨床的には重症度の異なる3つの亜型が存在する。そのうちの軽症型では温度感受性を有しており、発熱とともに発症または重症化する極めて興味深い現象を有している。本研究者らは本症の病因、病態解明について遺伝子、タンパク立体構造解析を用いて今年度までに以下の成果を上げたので報告する。
1.ペルオキシソーム蛋白の輸送に関わるPex13蛋白の結合部位であるSH3ドメインの立体構造をホモロジーモデリングより構造予測し、温度感受性を有する患者で置換されているSH3内のアミノ酸の3次元の位置と置換による構造変化を予測した。
2.その結果、SH3ドメインの置換アミノ酸がリガンドとの結合部位を裏打ちする部位に位置し、置換によりその構造が変化することが予想されたため、正常、変異SH3ドメインを有するペプチドを精製し、現在、両者の立体構造並びに温度による変化をNMRで解析中である。
3.ペルオキシソーム欠損症A群患者細胞においてacyl-CoA oxidaseタンパクのペルオキシソームへの局在が温度感受性を示すことを明らかにした。
4.ペルオキシソーム欠損CHO変異株においてPEX5遺伝子異常により温度感受性を有することを明らかにした。
5.ペルオキシソームβ酸化系酵素であるAcyl CoA oxidaseとD-bifunctional enzymeのそれぞれの欠損症患者における臨床像と遺伝子異常を明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] Suzuki Y, Shimozawa N et al.: "Clinical, biochemical, genetic aspects and neuronal migration in peroxisome biogenesis disorders"J.Inherit.Metab.Dis. 24. 151-165 (2001)
• [文献書誌] Suzuki Y, Shimozawa N et al.: "Genetic and molecular bases of peroxisome biogenesis disorders"Genetics in Medicine. 3. 372-376 (2001)
• [文献書誌] Ito R, Shimozawa N et al.: "Temperature-sensitive phenotype of Chinese hamster ovary cells defective in PEX5 gene"Biochem Biophys Res Commun. 288. 321-327 (2001)
• [文献書誌] Nakano K, Shimozawa N et al.: "D-bifunctional protein deficiency with fetal ascites, polyhydramnios, and contractures of hands and toes"J Pediatr. 139. 865-867 (2001)
• [文献書誌] Imamura A, Shimozawa N et al.: "Temperature sensitive acyl-CoA oxidase import in groupA peroxisome biogenesis disorders"J Med Genet. 38. 871-874 (2001)
• [文献書誌] Suzuki Y, Shimozawa N et al.: "Peroxisomal acyl-CoA oxidase deficiency:MRI findings and Molecular bases"J Pediatr. (in press).