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2019 年度 実績報告書

タンパク質ケージによるアミロイドオリゴマーの精密構造決定

研究課題

研究課題/領域番号 18K19143
研究機関東京工業大学

研究代表者

上野 隆史  東京工業大学, 生命理工学院, 教授 (70332179)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2020-03-31
キーワードフェリチン / アミロイド / 超分子集合体
研究実績の概要

アルツハイマー病発症の鍵をにぎるアミロイドファイバーの形成過程は、国内外の研究者によって精力的に研究が進められている。特に、超高齢化が進む日本では、大きな社会的問題の一つとなっており大変注目されているものの、分子レベルでの機構解明は未だに達成されていない。最近では、少数のアミロイドベータペプチド単量体(Ab)からなるAbオリゴマーが、Abファイバー形成時に比べ高い毒性を持つことが報告されており、単量体からファイバー形成への中間反応となるオリゴマー形成プロセスの理解が重要かつ緊急な課題となっている。しかしながら、42残基からなるAb42)が高い凝集性を有することから、特定のオリゴマーの単離、溶解が困難であり、現状では、化学的な修飾を施した10-20残基程度のAbのフラグメントを調製し、X線結晶構造解析や固体NMRによる静的な構造決定が達成されているのみである。従って、アミロイド研究では、全長のAbオリゴマーの原子レベルの構造決定に加え、オリゴマー形成からファイバー形成反応までの動的な挙動を追跡できる手法の開発が強く求められている。本研究では、オリゴマー形成過程の全容解明に向けた革新的な手法として、Ab42の凝集や溶解性の問題を解決するため、蛋白質ケージへの内包を利用したAb42オリゴマーの孤立化手法を確立し、様々なフラグメントをタンパク質ケージ内に集合させることに成功した。さらに、HSAFMによってそのオリゴマーの直接観察に成功した。

  • 研究成果

    (40件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件) 学会発表 (28件) (うち国際学会 9件、 招待講演 7件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] 清華大学(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      清華大学
  • [国際共同研究] マサチューセッツ工科大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      マサチューセッツ工科大学
  • [国際共同研究] TATA基礎科学研究所(インド)

    • 国名
      インド
    • 外国機関名
      TATA基礎科学研究所
  • [雑誌論文] Design of Multinuclear Gold Binding Site at the Two-fold Symmetric Interface of the Ferritin Cage2020

    • 著者名/発表者名
      Hishikawa, Yuki; Maity, Basudev; Ito, Nozomi; Abe, Satoshi; Lu, Diannan; Ueno, Takafumi
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: in press ページ: in press

    • DOI

      10.1246/cl.200217

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Dynamic behavior of an artificial protein needle contacting a membrane observed by high-speed atomic force microscopy2020

    • 著者名/発表者名
      Ueno Takafumi、Niwase Kento、Tsubokawa Daisho、Kikuchi Kosuke、Takai Natsumi、Furuta Tadaomi、Kawano Ryuji、Uchihashi Takayuki
    • 雑誌名

      Nanoscale

      巻: in press ページ: in press

    • DOI

      10.1039/D0NR01121E

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Site-Selective Protein Chemical Modification of Exposed Tyrosine Residues Using Tyrosine Click Reaction2020

    • 著者名/発表者名
      Sato Shinichi、Matsumura Masaki、Kadonosono Tetsuya、Abe Satoshi、Ueno Takafumi、Ueda Hiroshi、Nakamura Hiroyuki
    • 雑誌名

      Bioconjugate Chemistry

      巻: in press ページ: in press

    • DOI

      10.1021/acs.bioconjchem.0c00120

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Coordination design of cadmium ions at the 4-fold axis channel of the apo-ferritin cage2019

    • 著者名/発表者名
      Abe Satoshi、Ito Nozomi、Maity Basudev、Lu Chenlin、Lu Diannan、Ueno Takafumi
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 48 ページ: 9759~9764

    • DOI

      10.1039/C9DT00609E

  • [雑誌論文] Recent progresses in the accumulation of metal ions into the apo-ferritin cage: Experimental and theoretical perspectives2019

    • 著者名/発表者名
      Maity Basudev、Hishikawa Yuki、Lu Diannan、Ueno Takafumi
    • 雑誌名

      Polyhedron

      巻: 172 ページ: 104~111

    • DOI

      10.1016/j.poly.2019.03.048

  • [雑誌論文] Engineering of protein crystals for development of bionanomaterials2019

    • 著者名/発表者名
      Khanh Nguyen Tien、Toan Pham Thuc、Ueno Takafumi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 58 ページ: SI0802~SI0802

    • DOI

      10.7567/1347-4065/ab1399

  • [学会発表] Construction of Fibril Protein Assembly From Protein Crystals2020

    • 著者名/発表者名
      Thuc Toan PHAM,Satoshi Abe,Hashiru Negishi,Takafumi Ueno
    • 学会等名
      The 100th CSJ Annual Meeting
  • [学会発表] ミニタンパク質融合多角体タンパク質の細胞内結晶化2020

    • 著者名/発表者名
      小島摩利子,安部聡,上野隆史
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
  • [学会発表] Design of the Two-dimensional Protein Assembly Patterns by Modifying the Tip of β-helical Protein Needle2020

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Kikuchi,Takafumi Ueno
    • 学会等名
      The 100th CSJ Annual Meeting
  • [学会発表] タンパク質の迅速構造解析を目指した多角体の結晶化設計2020

    • 著者名/発表者名
      安部 聡,小島摩利子,小暮遼河,上野隆史
    • 学会等名
      日本化学会 第100春季年会(2020)
  • [学会発表] 細胞内結晶化の最適化2020

    • 著者名/発表者名
      小暮遼河,安部 聡,上野隆史
    • 学会等名
      日本化学会 第100春季年会(2020)
  • [学会発表] Disassembly reaction of the ferritin cage observed by high-speed AFM2020

    • 著者名/発表者名
      MAITY Basudev,Zhipeng LI,Kento NIWASE,Diannan LU,Takafumi UENO,Takafumi
    • 学会等名
      The 100th Annual Meeting 2020 of CSJ
  • [学会発表] Artifical enzymes Artifical enzymes using protein assemblies2020

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Ueno
    • 学会等名
      8th ELSI SYMPOSIUM EXTENDING VIEWS OF CATALYSIS
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 外来タンパク質固定化のための細胞内タンパク質結晶の空間設計2019

    • 著者名/発表者名
      安部 聡,上野隆史
    • 学会等名
      日本結晶学会令和元年(2019年度)年会
  • [学会発表] 高速原子間力顕微鏡による針状タンパク質の集合体構造の解析2019

    • 著者名/発表者名
      菊池幸祐,上野隆史
    • 学会等名
      第9回CSJ化学フェスタ2019
  • [学会発表] Engineering of Protein Assembly? for Coordination Chemistry2019

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Ueno
    • 学会等名
      12th CJJSMCC 2019
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] アミロイドβ融合蛋白質ケージの設計とその動的挙動解析2019

    • 著者名/発表者名
      亀山志織,MAITYBASUDEV,安部聡,上野隆史
    • 学会等名
      第9回CSJ化学フェスタ
  • [学会発表] 多角体タンパク質の結晶化設計2019

    • 著者名/発表者名
      安部 聡,小島摩利子,上野隆史
    • 学会等名
      第13回バイオ関連化学シンポジウム
  • [学会発表] 原子、分子そして生命へ2019

    • 著者名/発表者名
      上野隆史
    • 学会等名
      錯体化学会第69回討論会
    • 招待講演
  • [学会発表] ミニタンパク質融合多角体タンパク質の結晶設計2019

    • 著者名/発表者名
      小島摩利子,安部聡,上野隆史
    • 学会等名
      第13回バイオ関連化学シンポジウム
  • [学会発表] 高速原子間力顕微鏡による針状タンパク質の集合体観察2019

    • 著者名/発表者名
      菊池幸祐,上野隆史
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
  • [学会発表] アミロイドβオリゴマー形成機序の解明に向けた融合蛋白質ケージの設計2019

    • 著者名/発表者名
      亀山志織,MAITYBASUDEV,安部聡,上野隆史
    • 学会等名
      第13回バイオ関連化学シンポジウム
    • 国際学会
  • [学会発表] 球状タンパク質フェリチンを用いたアミロイドβオリゴマーの動的挙動追跡2019

    • 著者名/発表者名
      亀山志織,MAITYBASUDEV,安部聡,上野隆史
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
  • [学会発表] Construction of Supramolecular Structures from Protein Crystals2019

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Ueno
    • 学会等名
      10th International Conference on Materials for Advanced Technologies
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Construction of Protein Needle with Cargo Protein from Norovirus2019

    • 著者名/発表者名
      Que Dan NGUYEN,Kazuhiko Katayama,Takafumi Ueno
    • 学会等名
      10th International Conference on Materials for Advanced Technologies
    • 国際学会
  • [学会発表] Assembly Formation of Needle-Like Protein from Bacteriophage T4 Observed by High Speed Atomic Force Microscopy2019

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Kikuchi,Kento Niwase,Takafumi Ueno
    • 学会等名
      10th International Conference on Materials for Advanced Technologies
    • 国際学会
  • [学会発表] In Cell Protein Crystals Containing Organometallic Complexes2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Abe,Takafumi Ueno
    • 学会等名
      15th International Symposium on Applied Bioinorganic Chemistry
    • 国際学会
  • [学会発表] Creation of functional materials using in vivo protein crystals2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Abe,Makoto Kasamatsu,Takafumi Ueno
    • 学会等名
      第68回高分子年次大会
  • [学会発表] In vivo crystallization of polyhedra protein fused with metal binding peptide”2019

    • 著者名/発表者名
      Mariko Kojima,Satoshi Abe,Takafumi Ueno
    • 学会等名
      第68回高分子学会年次大会
  • [学会発表] Protein Crystal Engineering for Coordination Chemistry2019

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Ueno
    • 学会等名
      China-Japan Symposium of Functional Coordination Chemistry
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] In cell design of protein assembly materials2019

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Ueno
    • 学会等名
      Japan-BIOCEV conference
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Solid-biocatalysts constructed from immobilized enzymes within in vivo protein crystals2019

    • 著者名/発表者名
      Tien Khanh Nguyen,Satoshi Abe,Takafumi Ueno
    • 学会等名
      13th Biofunctioned conference
  • [学会発表] Solid biocatalysts designed from in vivo protein crystals2019

    • 著者名/発表者名
      Tien Khanh Nguyen,Satoshi Abe,Takafumi Ueno
    • 学会等名
      68th Symposium on Macromolecules
  • [学会発表] タンパク質結晶工学による新機能材料2019

    • 著者名/発表者名
      上野隆史
    • 学会等名
      第28回ポリマー材料フォーラム
    • 招待講演
  • [図書] 機能性高分子金属錯体2020

    • 著者名/発表者名
      安部 聡、上野隆史
    • 総ページ数
      印刷中
    • 出版者
      三共出版
  • [図書] 光エネルギー変換における分子触媒の新展開2020

    • 著者名/発表者名
      安部 聡、上野隆史
    • 総ページ数
      印刷中
    • 出版者
      化学同人
  • [備考] Ueno Lab

    • URL

      http://www.ueno.bio.titech.ac.jp/

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公開日: 2021-01-27  

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