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2017 年度 実績報告書

温度・圧力依存性に基づく蛋白質異常凝集体およびオリゴマー中間体の熱力学的解析

研究課題

研究課題/領域番号 15K07038
研究機関近畿大学

研究代表者

櫻井 一正  近畿大学, 先端技術総合研究所, 准教授 (10403015)

研究分担者 李 映昊  大阪大学, たんぱく質研究所, 講師 (70589431)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードアミロイド線維 / フォールディング / 凝集中間体 / 高圧NMR
研究実績の概要

圧力蛍光装置を用いアミロイド線維の構造状態の圧力-温度相図を作成し、オリゴマー中間体やアミロイド線維の構造と熱力学的性質の関連性を議論することを計画した。主な研究対象はαシヌクレイン(αSyn)とβ2ミクログロブリン(β2m)とした。
初めにαSynにおいて、チオフラビンT蛍光によるアミロイド線維の圧力変性の可逆性を検証したが、理想的な可逆変性ではないという観察結果を得て、当初想定していたモデルとは異なる解釈が必要であると判断された。また、線維の圧力変性中に生じると思われる線維形成中間状態の検出をNMRで試みたが、有意なデータを得るには至らなかった。そこで、αSynの線維形成能や線維形態がpHに依存するという報告をもとに、αSynの構造変化をNMRで測定し得られた化学シフトデータを主成分解析したところ、pH依存的な構造変化の様子をとらえることができ、また酸性pHでモノマー間会合を示すデータも得た。これが、報告された線維形成能のpH依存性を説明する知見となると考えられる。
β2mに関しても、主にモノマー構造変化について解析した。β2mは酸性pHでは常圧、中程度の塩の存在下で線維化するため、β2m構造の圧力、塩濃度依存性をNMRで測定し、得られた化学シフトデータを主成分解析した。その結果、β2mは本来の性質として疎水性クラスター残余構造を形成しており、そこに塩の効果による特有の構造変化が加わることで、線維形成能が上昇しているという知見が得られた。加えて、β2mの折り畳み中間体が線維形成の前駆体であるという報告をもとに、折り畳み挙動の圧力依存性も蛍光分光器を用いて測定したところ、中間体状態ではミスフォールドした構造にトラップされているという知見が得られた。
これらのいくつかの結果はすでに学会等で報告しており、順次投稿論文としての発表を進める。

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 7件、 招待講演 5件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Membrane-induced initial structure of α-synuclein control its amyloidogenesis on model membranes2018

    • 著者名/発表者名
      Terakawa Mayu S.、Lee Young-Ho、Kinoshita Misaki、Lin Yuxi、Sugiki Toshihiko、Fukui Naoya、Ikenoue Tatsuya、Kawata Yasushi、Goto Yuji
    • 雑誌名

      Biochimica et Biophysica Acta-Biomembranes

      巻: 1860 ページ: 757~766

    • DOI

      10.1016/j.bbamem.2017.12.011

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Non-Native α-Helices in the Initial Folding Intermediate Facilitate the Ordered Assembly of the β-Barrel in β-Lactoglobulin2017

    • 著者名/発表者名
      Sakurai Kazumasa、Yagi Masanori、Konuma Tsuyoshi、Takahashi Satoshi、Nishimura Chiaki、Goto Yuji
    • 雑誌名

      Biochemistry

      巻: 56 ページ: 4799~4807

    • DOI

      10.1021/acs.biochem.7b00458

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Heparin-dependent aggregation of hen egg white lysozyme reveals two distinct mechanisms of amyloid fibrillation2017

    • 著者名/発表者名
      Nitani Ayame、Muta Hiroya、Adachi Masayuki、So Masatomo、Sasahara Kenji、Sakurai Kazumasa、Chatani Eri、Naoe Kazumitsu、Ogi Hirotsugu、Hall Damien、Goto Yuji
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 292 ページ: 21219-21230

    • DOI

      10.1074/jbc.M117.813097

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [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 ページ: 16257~16266

    • DOI

      10.1039/c6cp07774a

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 蛋白質圧力変性のNMR化学シフトデータの二次式回帰分析法と主成分分析による解析結果の比較2017

    • 著者名/発表者名
      櫻井一正
    • 学会等名
      第58回高圧討論会
  • [学会発表] 複数のアミロイド性ペプチドの混在する複雑な系におけるアミロイド線維形成機構2017

    • 著者名/発表者名
      牟田 寛弥、 宗 正智、 櫻井 一正、 後藤 祐児
    • 学会等名
      第55回日本生物物理学会年会
  • [学会発表] Comparison between conventional, quadratic analysis and chemical-shift-PCA on data of pressure-dependent chemical shift changes2017

    • 著者名/発表者名
      櫻井一正
    • 学会等名
      8th International Meeting on Biomolecules under Pressure (IMBP)
    • 国際学会
  • [学会発表] Amyloid Fibrillation in Promiscuous Systems Containing Various Amyloidogenic Peptides2017

    • 著者名/発表者名
      牟田 寛弥、 宗 正智、 櫻井 一正、 後藤 祐児
    • 学会等名
      第17回日本蛋白質科学会
  • [学会発表] Thermodynamics of protein misfolding and aggregation2017

    • 著者名/発表者名
      李映昊
    • 学会等名
      Samsung Global Research Symposium on Structure, Dynamics, and Thermodynamics of Biomolecular Networks
    • 国際学会
  • [学会発表] Delicate interprotein interactions control the onset of Parkinson's disease and apoptosis.2017

    • 著者名/発表者名
      李映昊
    • 学会等名
      The 8th KRIBB ASIA-PACIFIC IDP SYMPOSIUM
    • 国際学会
  • [学会発表] Thermodynamics of protein misfolding and aggregation.2017

    • 著者名/発表者名
      李映昊
    • 学会等名
      Invited seminar at Kanazawa University
    • 招待講演
  • [学会発表] Protein misfolding and aggregation for neurodegenerative diseases and amyloidosis.2017

    • 著者名/発表者名
      李映昊
    • 学会等名
      Invited seminar at the Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials of Tohoku University
    • 招待講演
  • [学会発表] Lessons from the recent studies on protein aggregation for neurodegenerative diseases and amyloidosis.2017

    • 著者名/発表者名
      李映昊
    • 学会等名
      The Annual Meeting of Japanese Photochemistry
  • [学会発表] New approaches for the diagnosis and treatment of protein misfolding diseases.2017

    • 著者名/発表者名
      李映昊
    • 学会等名
      第55回日本生物物理学会年会
  • [学会発表] Thermodynamics of protein misfolding and aggregation2017

    • 著者名/発表者名
      李映昊
    • 学会等名
      International Symposium on Protein Misfolding Diseases, University of Catania, Italy
    • 国際学会
  • [学会発表] Simple and Informative NMR Application to the Study on Protein Folding, Misfolding, and Interaction2017

    • 著者名/発表者名
      李映昊
    • 学会等名
      The Annual Meeting of Korean Magnetic Resonance Society
    • 国際学会
  • [学会発表] Thermodynamics and calorimetry on the biological system and disease-related protein aggregation2017

    • 著者名/発表者名
      李映昊
    • 学会等名
      Invited seminar at Konkuk University
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Thermodynamic study on interprotein interactions using isothermal titration calorimetry2017

    • 著者名/発表者名
      李映昊
    • 学会等名
      第17回日本蛋白質科学会
    • 招待講演
  • [学会発表] Understanding of misled protein behavior and its control2017

    • 著者名/発表者名
      李映昊
    • 学会等名
      Invited seminar at Sookmyung Women's University
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 近畿大学生物理工学部生物工学科

    • URL

      http://www.waka.kindai.ac.jp/tea/biotech/

  • [備考] 大阪大学 蛋白質研究所

    • URL

      http://www.protein.osaka-u.ac.jp/

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公開日: 2018-12-17  

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