プリオンと銅イオン相互作用の新しいパルス電子スピン共鳴法を用いたアプローチ

2006 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18658118
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 稲波 修 北海道大学, 大学院獣医学研究科, 助教授 (10193559)
• 研究分担者: 太田 利男 北海道大学, 大学院獣医学研究科, 助教授 (20176895) ; 下山 雄平 室蘭工業大学, 工学部, 教授 (50123948)
• キーワード: プリオンタンパク質 / 双極子相互作用 / 距離計測 / BSE / 銅イオン / 部位特異的スピンラベル法 / 異常型プリオン / 電子スピン共鳴(ESR)

研究概要

BSEやクロイツヘルトヤコブ病は異常型プリオンタンパク質(PrP^<Sc>)の脳内への蓄積が引き金となって起きるが、プリオンタンパク質がCu^<2+>結合タンパク質であることから、銅イオンが異常型プリオンタンパク質生成の原因物質の一つとして考えられている。プリオンタンパク質への銅結合部位としては4つのオクタリピートと呼ばれる特異配列に4個の銅イオンの結合が報告されており、これが異常型プリオンタンパク質形成に重要であることが報告されている。しかし、最近、この4つのオクタリピート以外にも銅イオンが結合する部位に結合する可能性があることが報告されているが、具体的にどこのドメインのアミノ酸残基が関与するかとの報告はタンパク質レベルでなされていない。本研究ではCu^<2+>イオン結合の可能性のあるH95領域の近傍の数カ所に部位特異的スピンラベル剤を導入し、常磁性金属とNオキシルとのパルスESR法と持続波ESR法による双極子相互作用によるline broadningを利用した分子間距離の計測技術の確立を試みた。その結果、H95に配位している銅イオンの存在が示された。この領域は最近、銅イオン結合が可能である部位としてモデルペプチド断片の研究で類推されているが、実際、全長タンパク質での結合構造にっいてはNMRやX線解析が適用できないことから、未だ詳細なモデルが報告されていない。従って、この領域の構造決定は重要であり、今回、初めてこの領域の構造変化を捉えることに成功した。以上のことから本距離測定法は結晶化を必要とせず、分子量にも依存しない、さらに構造変化を経時的に捉えられる構造解析法として有用なツールとなると考えられる。次年度はC末端領域にも銅イオン結合部位の可能性がいくつか考えられ、パルスESR法と持続波ESR注により検討を進める予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Effects of leptin and tumor necrosis factor-a on degranulation and superoxide production of polymorphonuclear neutrophils from Holstein cows. (2007)
  • 著者名/発表者名: Mohamed Ahmed, Kazuhiro Kimura, Mohamed Soliman, Daisuke Yamaji, Yuko Okamatsu-Ogura, Kennedy Makondo, Osamu Inanami, Masayuki Saito
  • 雑誌名: Journal of Veterinary Medical Science. 69(2) ページ: 125-131
• [雑誌論文] Purvalanol A enhances cell killing by inhibiting upregulation of cdc2 kinase activity in tumor cells irradiated with high x ray doses. (2007)
  • 著者名/発表者名: Iizuka, D., Inanami, O., Kashiwakura, I., Kuwabara, M.
  • 雑誌名: Radiation Research (印刷中)
• [雑誌論文] Treatment combining X irradiation and a ribonucleoside anticancer drug, TAS106, effectively suppresses the growth of tumor cells transplanted in mice. (2007)
  • 著者名/発表者名: Yasui, H., Inanami, O., Asanuma, T., Iizuka, D., Nakajima, T., Kon, Y., Matsuda, A., Kuwabara, M.
  • 雑誌名: Internatinal Journal of Radiation Oncology,Biology,Physics (印刷中)
• [雑誌論文] Dual inhibition of protein phosphatase -1/2A and calpain rescues NGF-differentiated PC12 cells from oxygen-glucose deprivation (OGD)-induced cell death. (2006)
  • 著者名/発表者名: T.Nakajima, T.Wakasa, Y.Okuma, O.Inanami, Y.Nomura, M.Kuwabara, K.Kawahara
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience Research. 83 (3) ページ: 459-468
• [雑誌論文] Reactive oxygen species mediate shear stress-induced fluid-phase endocytosis in vascular endothelial cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Niwa, K., Sakai, J., Karino, T., Aonuma, H., Watanabe, T., Ohyama, T., Inanami, O., Kuwabara, M.
  • 雑誌名: Free Radical Research. 40(4) ページ: 359-367
• [雑誌論文] Regeneration of megakaryocytopoiesis and thrombopoiesis in vitro from X-irradiated human hematopoietic stem cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kashiwakura I, Inanami O, Abe Y, Satoh K, Takahashi TA, Kuwabara M
  • 雑誌名: Radiation Reearch. 166(2) ページ: 345-351
• [雑誌論文] The effects of (-)-epigallocatechin-3-gallate on the proliferation and differentiation of human megakaryocytic progenitor cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Monzen S, Mori T, Takahashi K, Abe Y, Inanami O, Kuwabara M, Kashiwakura I
  • 雑誌名: Journal of Radiation Research. 47 (2) ページ: 213-220
• [雑誌論文] Effects of Over expression and Antisense RNA Expression of Orf17, a MutT-Type Enzyme. (2006)
  • 著者名/発表者名: Hori M, Asanuma T, Inanami O, Kuwabara M, Harashima H, Kamiya H
  • 雑誌名: Biol. Pharm. Bull. 29(6) ページ: 1087-1091
• [雑誌論文] Effects of ceramide inhibition on radiation-induced apoptosis in human leukemia MOLT-4 cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Takahashi E, Inanami O, Asanuma T, Kuwabara M
  • 雑誌名: Journal of Radiation Research. 47(1) ページ: 19-25
• [雑誌論文] Lipid raft disruption prevents apoptosis induced by 2-chloro-2'-deoxyadenosine (Gladribine) in leukemia cell lines. (2006)
  • 著者名/発表者名: Takahashi E, Inanami O, Ohta T, Matsuda A, Kuwabara M
  • 雑誌名: Leukemia Research. 30 ページ: 1555-1561
• [雑誌論文] Synthesis and Characterization of a Practically Useful DEPMPO-type Spin Trap. 5-(2,2-Dimethyl-1,3-propoxy cyclophosphoryl)-5-methyl-1- pyrroline N-oxide (CYPMPO). (2006)
  • 著者名/発表者名: Kamibayashi M, Oowada S, Kameda H, Okada T, Inanami O, Ohta S, Ozawa T, Makino K, Koyake Y
  • 雑誌名: Free Radical Research. 40(11) ページ: 1166-1172
• [雑誌論文] Identification of pH-sensitive regions in the mouse prion by the cysteine-scanning spin-labeling ESR technique. (2006)
  • 著者名/発表者名: Watanabe Y, nanami O, Horiuchi M, Hiraoka W, Shimoyama d, Fuyuhiko Y, Inagaki F, Kuwabara M
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications. 350(3) ページ: 549-556
• [図書] Site-derected spin-label法によるマウスプリオンたんぱく質の構造解析 (2006)
  • 著者名/発表者名: 稲波 修, 渡邉 康子
  • 総ページ数: 6:50-6:56
  • 出版者: 電子スピンサイエンス