プリオン現象の普遍性とその生理的意義

2005 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17657035
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 田口 英樹 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 助教授 (40272710)
• キーワード: プリオン / 出芽酵母 / アミロイド / フォールディング / 蛋白質 / シャペロン / Saccaromyces cerevisiae / 凝集

研究概要

プリオンは蛋白質性の感染因子である。プリオンの概念は、羊のスクレイピーの感染機構を説明するための概念に端を発するが、酵母にもプリオン的な挙動をする蛋白質があり、プリオンの概念はかなり普遍的なものとなってきた。プリオンでは、もともと正常に機能する蛋白質が異常型に構造変換し、最終的にはアミロイド様の凝集体になる。このとき、活性を持った蛋白質はプリオン化することで不活性型に変化する。
プリオンの概念自体、病気が元になって成立してきたことが、実際には酵母プリオンではプリオン表現型は「病気」ではない。また、酵母プリオンは一種類ではなく、実証されただけでも4種類、候補となる蛋白質は何十種類も存在する。その共通項は一次配列内にグルタミン(Q)かアスパラギン(N)からなるストレッチが存在することである。別な言い方をすると、酵母プリオンはポリグルタミン(PolyQ)とも言える。そこで本研究では、酵母に存在するPolyQを含む蛋白質を網羅的に解析して、その凝集-可溶の性質などを系統的に調査し、プリオン現象の生理的意義を検証することを目的とする。
本研究の初年度は、出芽酵母においてこれまでに知られているプリオン蛋白質
(Sup35、Ure2、RNQ1、New1)、およびプリオンの候補となる蛋白質にGFPおよびアフィニティー精製できるようなタグを遺伝子内に導入するための準備を行った。具体的には、Sup35にGFPを融合したDNAを遺伝子工学の手法で作成し、プリオン化した出芽酵母に導入した。Sup35-GFPがプリオンに変換したあとの凝集のダイナミクスを1分子レベルで追跡した。

研究成果

• [雑誌論文] Leu-309 plays a critical role in the encapsulation of substrate protein into the internal cavity of GroEL. (2006)
  • 著者名/発表者名: Koike-Takeshita, A, Shimamura, T., Yokoyama, K., Yoshida, M., Taguchi, H.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 281 ページ: 962-967
• [雑誌論文] Semibiological molecular machine with an implemented "AND" logic gate for regulation of protein folding (2006)
  • 著者名/発表者名: Muramatsu, S., Kinbara, K., Taguchi, H., Ishii, N., Aida, T.
  • 雑誌名: Journal of American Chemical Society 128 ページ: 3764-3769
• [雑誌論文] Co-translational involvement of the chaperonin GroEL in the folding of newly translated polypeptides (2005)
  • 著者名/発表者名: Ying, B.-W.Taguchi, H., Kondo, M., Ueda, T.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 280 ページ: 12035-12040
• [雑誌論文] Chaperonin GroEL Meets the Substrate Protein as a "Load" of the Rings (review) (2005)
  • 著者名/発表者名: Taguchi, H.
  • 雑誌名: Journal of Bichemistry 137 ページ: 543-549