白内障の病態形成に関わるクリスタリン中のアミノ酸残基D-体化機構の解明

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17K16981
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 眼科学
• 研究機関: 東北医科薬科大学
• 研究代表者: 真鍋 法義 東北医科薬科大学, 薬学部, 講師 (10392383)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 白内障病態形成 / 計算化学 / NMR

研究成果の概要

白内障の病態形成に関わるクリスタリン中アスパラギン酸やアスパラギン残基の非酵素反応には、触媒が必要とされる。そこで、触媒として乳酸やリン酸、酸化残基が働いているという仮説のもと、計算化学・物理化学的実験・生化学的実験を用いて研究を行った。
計算化学的検討では、乳酸触媒による活性化障壁が生理的条件下で反応が進行する値付近であった。これは、生化学実験により支持することができた。さらに、緩衝液の影響も確認できた。紫外線の影響については、UVを照射した試料のNMRスペクトルの変化を解析することで、アミノ酸の構造変化から明らかとした。

自由記述の分野

物理化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

白内障の原因は様々考えられるが、その1つとしてクリスタリン中のアスパラギン酸（Asp）残基の異性化が挙げられる。Asp残基が異性化する経路は非酵素反応だが、反応には触媒が必要となる。本研究では、乳酸やリン酸緩衝液を異性化経路の触媒とし、反応が生理的条件で起こるかを計算化学的に明らかとし、その結果を生化学実験により補完確認すること。また、紫外線の影響をNMR法を用いてAsp残基の異性化から明らかとする方法を確立すること。以上から、世界の失明原因第1位である白内障の病態形成に関わる因子解明とその新規検出方法の検討を行った。