γセクレターゼの酵素学的性質の解明

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17025008
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 同志社大学 (2007-2009); 東京大学 (2005-2006)
• 研究代表者: 井原 康夫 同志社大学, 生命医科学部, 教授 (60114386)
• 研究分担者: 舟本 聡 同志社大学, 生命医科学部, 准教授 (10345043) ; 森島 真帆 北海道大学, 薬学研究院, 特任准教授 (50204722)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2009
• キーワード: Alzheimer disease / γセクレターゼ / γ切断 / ε切断 / トリペプチド仮説 / アミロイドβタンパク

研究概要

われわれは、γセクレターゼによるAPP(ssCTF)の切断は、ε切断が起こったあとに、TMDのαへリックス構造(1ターンは3.6残基)にそって3残基ごとに連続的に起こり、その結果Assが生じると考えた。CHAPSO-reconstituted γ-secretase assay systemでは、5種類のトリペプチド、IAT、VIV、ITL、TVI、VITがγセクレターゼによって特異的に遊離してくることをLC-MS/MSにて確認した。さらに、Ass42産生経路においてはAss42からtetrapeptide, VVIAが除かれてAss38に行く経路があることを見いだした。以上からγセクレターゼによるCTFからのAss産生はε部位からstepwiseにγ部位に進むと結論された(下図参照)。

研究成果

• [雑誌論文] γ-Secretase: Successive tri- and tetrapeptide release from the transmembrane domain of sCTF. (2009)
  • 著者名/発表者名: Takami M, Nagashima Y, Sano Y, Ishihara S, Morishima-Kawashima M, Funamoto S, Ihara Y
  • 雑誌名: J Neurosci 29 ページ: 13042-52
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phosphoinositides suppress gamma-secretase in both the detergent-soluble and -insoluble states. (2008)
  • 著者名/発表者名: Osawa S, Funamoto S, Nobuhara M, Wada-Kakuda S, Shimojo M, Yagishita S, Ihara Y
  • 雑誌名: J Biol Chem 283 ページ: 19283-92
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enzymatic characteristics of I213T mutant presenilin-1/gamma-secretase in cell models and knock-in mouse brains: familial Alzheimer disease-linked mutation impairs gamma-site cleavage of amyloid precursor protein C-terminal fragment beta. (2008)
  • 著者名/発表者名: Shimojo M, Sahara N, Mizoroki T, Funamoto S, Morishima-Kawashima M, Kudo T, Takeda M, Ihara Y, Ichinose H, Takashima A
  • 雑誌名: J Biol Chem 283 ページ: 16488-96
  • 査読あり
• [雑誌論文] As46 is processed to As40 and As43, but not to As42, in the low-density membrane domains. (2008)
  • 著者名/発表者名: Yagishita S, Morishima-Kawashima M, Ishiura S, Ihara Y
  • 雑誌名: J Biol Chem 283 ページ: 733-738
  • 査読あり
• [雑誌論文] Active gamma -secretase complexes contain only one of each component (2007)
  • 著者名/発表者名: Sato T, Diehl TS, Narayanan S, Funamoto S, Ihara Y, De Strooper B, Steiner H, Haass C, Wolfe MS
  • 雑誌名: J Biol Chem 282 ページ: 33985-33993
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of human apolipoprotein E isoforms on the amyloid s-protein concentration and lipid composition in brain low-density membrane domains. (2007)
  • 著者名/発表者名: Morishima-Kawashima M, Han X, Tanimura Y, Hamanaka H, Kobayashi M, Sakurai T, Yokoyama M, Wada K, Nukina N, Fujita SC, Ihara Y
  • 雑誌名: J Neurochem 101 ページ: 949-958
  • 査読あり
• [雑誌論文] Equimolar production of amyloid s-protein and APP intracellular domain from s-carboxyl terminal fragment by γ-secretase. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kakuda N, Funamoto S, Yagishita S, Takami M, Osawa S, Dohmae N, Ihara Y
  • 雑誌名: J Biol Chem 281 ページ: 14776-14786
  • 査読あり
• [雑誌論文] DAPT-induced intracellular accumulations of longer amyloid s-proteins: further implications for the mechanism of intramembrane cleavage byγ-secretase. (2006)
  • 著者名/発表者名: Yagishita S, Morishima-Kawashima M, Tanimura Y, Ishiura S, Ihara Y
  • 雑誌名: Biochemistry 45 ページ: 3952-3960
  • 査読あり
• [雑誌論文] Progressive neurodegeneration in C. elegans model of tauopathy. (2005)
  • 著者名/発表者名: Miyasaka T, Ding Z, Gengyo-Ando K, Oue M, Yamaguchi H, Mitani S, Ihara Y
  • 雑誌名: Neurobiol Dis 20 ページ: 372-383
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visualization of newly deposited tau in neurofibrillary tangles and neuropil threads (2005)
  • 著者名/発表者名: Miyasaka T, Watanabe A, Saito Y, Murayama S, Mann DMA, Yamazaki M, Ravid R, Morishima-Kawashima M, Nagashima K, Ihara Y
  • 雑誌名: J Neuropathol Exp Neurol 64 ページ: 665-674
  • 査読あり
• [雑誌論文] Blocking the cleavage at midportion betweenγ- andε-sites remarkably suppresses the generation of amyloid s-protein (2005)
  • 著者名/発表者名: Sato T, Tanimura Y, Hirotani N, Saido TC, Morishima-Kawasdhima M, Ihara Y
  • 雑誌名: FEBS Lett 579 ページ: 2907-2912
  • 査読あり
• [雑誌論文] Random mutagenesis of presenilin 1 identifies novel mutants exclusively generating long amyloid beta peptides. (2005)
  • 著者名/発表者名: Nakaya Y, Yamane T, Shiraishi H, Wang HQ, Matsubara E, Sato T, Dolios G, Wang R, De Strooper B, Shoji M, Komano H, Yanagisawa K, Ihara Y, Fraser P, St George-Hyslop P, Nishimura M
  • 雑誌名: J Biol Chem 280 ページ: 19070-19077
  • 査読あり
• [雑誌論文] Independent accumulations of tau and amyloid s-protein in the human entorhinal cortex (2005)
  • 著者名/発表者名: Katsuno T, Morishima-Kawashima M, Saito Y, Yamanouchi H, Ishiura S, Murayama S, Ihara Y
  • 雑誌名: Neurology 64 ページ: 687-692
  • 査読あり
• [雑誌論文] Longer forms of amyloid s-protein: implications for the mechanism of intramembranous cleavage byγ-secretase. (2005)
  • 著者名/発表者名: Qi-Takahara Y, Morishima-Kawashima M, Tanimura Y, Hirotani N, Horikoshi Y, Maeda M, Saido TC, Ihara Y
  • 雑誌名: J Neurosci 25 ページ: 436-445
  • 査読あり
• [学会発表] キーノートレクチャー「認知症研究への期待と展望」 (2009)
  • 著者名/発表者名: 井原康夫
  • 学会等名: 第28回日本認知症学会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2009-11-20
• [学会発表] アルツハイマー病のバイオマーカー探索:ヒト死後脳の網羅的な遺伝子発現解析による試み (2009)
  • 著者名/発表者名: 宮下哲典、斎藤祐子、初田裕幸、村山繁雄、井原康夫、桑野良三
  • 学会等名: 第28回日本認知症学会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2009-11-20
• [学会発表] Protein-fragment complementationアッセイ法を用いたタウの凝集体形成過程の解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松村展敬、宮坂知宏、吉名佐和子、中台枝里子、三谷昌平、井原康夫、森島真帆
  • 学会等名: 第28回日本認知症学会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2009-11-20
• [学会発表] 血漿中のアミロイドβ40および42の測定 (2009)
  • 著者名/発表者名: 月江珠緒、井原康夫、桑野良三
  • 学会等名: 第28回日本認知症学会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2009-11-20
• [学会発表] 晩期発症型アルツハイマー病とSORL1の相関解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 温雅楠、宮下哲典、北村信隆、赤澤宏平、井原康夫、桑野良三
  • 学会等名: 第28回日本認知症学会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2009-11-20
• [学会発表] γセクレターゼの酵素学的性質. Stepwise processing of APP by g-secretase (2009)
  • 著者名/発表者名: 井原康夫
  • 学会等名: 第32回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2009-09-16
• [学会発表] アルツハイマー病の発症機序. ー歴史的視点からー (2009)
  • 著者名/発表者名: 井原康夫
  • 学会等名: 第11回日本ヒト脳機能マッッピング学会
  • 発表場所: 新潟
  • 年月日: 2009-05-28
• [学会発表] オーバービュー. シンポジウム4「アルツハイマー病の診断と治療開発」 (2009)
  • 著者名/発表者名: 井原康夫、岡本幸市
  • 学会等名: 日本神経学会総会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2009-05-20
• [学会発表] 死後脳を用いた晩期発症型アルツハイマー病の網羅的遺伝子発現解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 宮下哲典、斎藤祐子、柿田明美、荻島創一、田中博、村山繁雄、高橋均、井原康夫、桑野良三
  • 学会等名: 第27回日本認知症学会
  • 発表場所: 前橋
  • 年月日: 20081010-20081011
• [学会発表] 血液および脳脊髄腋中におけるAβN3pE分子の測定 (2008)
  • 著者名/発表者名: 堀越(櫻庭)優子、角田伸人、井原康夫、長池一博
  • 学会等名: 第27回日本認知症学会
  • 発表場所: 前橋
  • 年月日: 20081010-20081011
• [学会発表] ヒト血漿中のアミロイドβ40および42定量法の確立 (2008)
  • 著者名/発表者名: 月江珠緒、松田敬子、井原康夫、桑野良三
  • 学会等名: 第27回日本認知症学会
  • 発表場所: 前橋
  • 年月日: 20081010-20081011
• [学会発表] APP cleavage by g-secretase: To test the tripeptide hypothesis using LC-MS/MS (2008)
  • 著者名/発表者名: Takami M, Sano Y, Funamoto S, Tsuji S, Morishima M, Ihara Y
  • 学会等名: ICAD
  • 発表場所: Chicago
  • 年月日: 20080726-20080731
• [学会発表] How gamma cleavage and epsilon cleavage are related to each other? Symposia-19, Recent progress in Alzheimer's disease research (2007)
  • 著者名/発表者名: Ihara Y
  • 学会等名: IBRO
  • 発表場所: Melbourne, Australia
  • 年月日: 2007-07-13
• [学会発表] Ubiquitin is a component of paired helical filaments in Alzheimer's disease. (2006)
  • 著者名/発表者名: Ihara Y
  • 学会等名: Alzheimer 100 years and beyond.
  • 発表場所: Tuebingen, Germany
  • 年月日: 20061102-20061105
• [学会発表] Relationship between g-cleavage and e-cleavage. (2006)
  • 著者名/発表者名: Morishima-Kawashima M, Ihara Y. g-Secretase
  • 学会等名: The 10th International Conference on Alzheimer's Disease and Related Disorders
  • 発表場所: Madrid (Spain)
  • 年月日: 20060715-20060720
• [学会発表] わが国におけるアルツハイマー病研究-70年代から90年まで. 特別シンポジウムーアルツハイマー病100周年記念-「本邦におけるアルツハイマー病研究の歩みと最近の動向」 (2006)
  • 著者名/発表者名: 井原康夫
  • 学会等名: 第25回日本認知症学会
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2006-10-07
• [学会発表] The mechanism of APP cleavage byγ-secretase: To test the tripeptide hypothesis using LCMSMS. (2006)
  • 著者名/発表者名: Takami M, Morishima M, Okochi M, Ihara Y
  • 学会等名: 第25回日本認知症学会
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2006-10-06
• [学会発表] Effects of human apoE isoforms on the As concentration and lipid composition in low-density membrane domains of the brain. (2006)
  • 著者名/発表者名: Morishima M, Tanimura Y, Hamanaka H, Nukina N, Fujita S, Ihara Y
  • 学会等名: ICGP and JSDS joint meeting
  • 発表場所: Hiroshima
  • 年月日: 2006-10-06
• [学会発表] Stepwise processing of s-amyloid precursor protein byγ-secretase. (2006)
  • 著者名/発表者名: Morishima-Kawashima M, Ihara Y.
  • 学会等名: International Symposium on "Medical and Biological Perspectives in Proteases and Their Inhibitors"
  • 発表場所: Awaji, Hyogo
  • 年月日: 2006-06-26
• [学会発表] Visualization of newly deposited tau in neurofibirillary tangles and neuropil thread. Mini-symposium (2005)
  • 著者名/発表者名: 宮坂知宏、渡邊淳、斉藤祐子、村山繁雄、マンデビッド、山崎峰雄、レイビッドリブカ、森島真帆、井原康夫
  • 学会等名: 第48回神経化学会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 20050928-20050930
• [学会発表] γセクレターゼ阻害剤DAPTの細胞内Aβに対する影響 (2005)
  • 著者名/発表者名: 柳下聡介、森島真帆、石浦章一、井原康夫
  • 学会等名: 第24回日本痴呆学会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2005-09-30
• [学会発表] Gene expression profiling of postmortem brain tissues affected by Alzheimer's disease.
  • 著者名/発表者名: Miyashita A, Saitoh Y, Kakita A, Ogishima S, Tanaka H, Takahashi H, Murayama S, Ihara Y, Kuwano R
  • 発表場所: Chicago
• [学会発表] Stepwise processing of sCTF in As production: Analysis using lipid rafts.
  • 著者名/発表者名: Yagishita S, Morishima M, Ishiura S, Ihara Y
  • 発表場所: 広島
• [学会発表] Genetic association of dynamin-binding protein gene with late-onset Alzheimer's disease
  • 著者名/発表者名: Kuwano R, Miyashita A, Arai H, Asada T, Imagawa M, Shoji M, Higuchi S, Urakami K, Kakita A, Takahashi H, Tsukie T, Funamoto S, Toyabe S, Akazawa K, Kanazawa I, Ihara Y
  • 発表場所: Hiroshima
• [図書] 変性疾患に共通する神経変性過程の基礎背景. 浦上克哉編(大内尉義監修)「老年医学の基礎と臨床ll」ー認知症学とマネジメントー (2009)
  • 著者名/発表者名: 井原康夫
  • 総ページ数: 15-19
  • 出版者: ワールドプランニング