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2008 年度 実績報告書

アミロイド線維の構造形成における基本的共通原理の解明と検出技術への応用

研究課題

研究課題/領域番号 19570160
研究機関独立行政法人産業技術総合研究所

研究代表者

森井 尚之  独立行政法人産業技術総合研究所, 生物機能工学研究部門, 主任研究員 (80358176)

キーワードアミロイド / 線維 / アルツハイマー / 立体構造 / 構造モデル / 残基間相互作用
研究概要

アルツハイマー病のアミロイドベータタンパク質42残基について、ストランド長を短くした「ストランド-ターン-ストランド」型設計分子を系統的に作成してコア領域のより精密な絞り込みを行った。その結果、分子内でペアとなってコア領域を形成する2本のベータ構造ストランドのうち1本は(16-21)部分で共通であるが、もう1本のストランドは、最もアミロイド形成性の高い特定の残基配列部分の他に、これより1あるいは2残基分をシフトさせた残基配列部分においても、ある程度のアミロイド形成性が認められた。このことは本タンパク質が形成するアミロイド性凝集体が、線維状及び顆粒状などの多様な形態をとりうることとの関連性を示唆しており、アミロイド化の分子基盤解明において重要な発見である。また同手法によるベータ2ミクログロブリンの系統的解析では、高アミロイド形成性領域として20番残基付近から始まる2本のストランドペアを特定することに成功し、さらに単一ストランド型のアミロイド形成が2か所の残基領域で可能であることを見いだした。これはタンパク質変性の程度に応じて異なるアミロイド線維が形成される現象を説明する上で重要な知見である。これらの実験結果から構築されるアミロイド構造モデルは「N端部-ストランド-ループ-ストランド-C端部」型にまとめることができ、そのストランド部以外の領域はコア領域のサイズ的制約を強く受けるために、タンパク質残基長の増大に伴ってベータシート積層数が減少し、ついには線維形成が困難になる可能性があることが理論的に導かれた。このことは線維化しない異常プリオンの構造特性を支持する。さらに、独自の構造モデルに基づいて設計したアミロイド性ペプチドにおいて、そのターン部分にプロリンを導入すると自己単独アミロイド化能が著しく低下することを明らかにした。これはアミロイド認識分子として応用が期待される。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (3件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] IR analysis on amyloids of isotope-labeled amyloid β peptides2009

    • 著者名/発表者名
      小池正紘, 奈良雅之, 小中原猛雄, 岡田知子, 森井尚之
    • 雑誌名

      Peptide Science 2008

      ページ: 335-336

  • [雑誌論文] Exploration on amyloidogenic core β-structure causing abnormal prion2009

    • 著者名/発表者名
      佐伯政俊, 日高雄二, 奈良雅之, 森井尚之
    • 雑誌名

      Peptide Science 2008

      ページ: 363-364

  • [雑誌論文] Analysis on inter-molecular alignment in amyloids using systematic tyrosine mutation for amyloid β2009

    • 著者名/発表者名
      清水洋輔, 森井奈保子, 小中原猛雄, 田之倉優, 岡田知子, 森井尚之
    • 雑誌名

      Peptide Science 2008

      ページ: 365-366

  • [学会発表] アミロイドβ分子の集積体中における高次構造2008

    • 著者名/発表者名
      森井尚之, 吉田研誠, 森井奈保子, 奈良雅之, 小中原猛雄, 岡田知子
    • 学会等名
      第8回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      東京都江戸川区
    • 年月日
      2008-06-12

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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