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2021 年度 実績報告書

大腸菌HdeA:「環境応答型」分子シャペロンが見せる可逆線維化反応の解析

研究課題

研究課題/領域番号 19K06513
研究機関鳥取大学

研究代表者

溝端 知宏  鳥取大学, 工学研究科, 教授 (50263489)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードアミロイド線維 / フォールディング / 分子シャペロン / ペリプラズム / 大腸菌
研究実績の概要

大腸菌のペリプラズム内において,急激なpHの低下に応答して形成される酸変性構造を分子シャペロン機能実現に駆使する2種類の分子シャペロン,HdeAとHdeBに注目し,本研究では両者が活性を示す酸変性構造からアミロイド線維を形成する特徴に注目,その線維形成反応について溶液条件に応じて反応の特性を詳細に解析し,得られたデータを元に,ポリペプチド鎖が天然構造,変性構造,アミロイド線維構造の3者間をダイナミックに遷移する様子を観察し、その裏付けとなる分子機構の解明を試みた。
研究期間最終年である令和3年度には主要な研究実績として以下のものを挙げる。
1.HdeAの「可逆線維化反応」から「不可逆線維化反応」への性質変化:HdeA及びHdeBの低pH条件における線維形成反応は「可逆」;即ち溶液のpHを中性に調整すると線維が解消され、可溶性蛋白質に復帰するユニークな特徴を持つ。本年度我々は,HdeAが中性pHで再可溶化しない線維を形成する新しい反応条件を見いだした。詳細に確認したところ,HdeAの線維化反応は亜鉛イオン存在下で中性pHでも進行し,更にこの線維のαヘリックス含有率が極めて高い事が見いだされた。HdeAにおいて想定外の新たな構造的,動的特性が解明され、今後より詳細な分子機構の解明へと研究を発展させる。
2.HdeAの線維化反応に影響を及ぼす低分子の同定と性格付け: HdeAの線維化反応が様々な条件でその特性を変化する性質に注目し,本研究では低分子化合物の添加により線維化反応の制御を試みた。令和3年度では前年度にライブラリーより同定したある低分子化合物がHdeAの線維化を強く促進する事を見いだし、更にその効果が大腸菌のペリプラズムでも再現されることを確認した。今後はこの低分子化合物の鍾愛な作用機構の解明を目指す。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2021

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] An α-synuclein decoy peptide prevents cytotoxic α-synuclein aggregation caused by fatty acid binding protein 32021

    • 著者名/発表者名
      Fukui Naoya、Yamamoto Hanae、Miyabe Moe、Aoyama Yuki、Hongo Kunihiro、Mizobata Tomohiro、Kawahata Ichiro、Yabuki Yasushi、Shinoda Yasuharu、Fukunaga Kohji、Kawata Yasushi
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 296 ページ: 100663~100663

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2021.100663

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dopamine D2 Long Receptors Are Critical for Caveolae-Mediated α-Synuclein Uptake in Cultured Dopaminergic Neurons2021

    • 著者名/発表者名
      Kawahata Ichiro、Sekimori Tomoki、Wang Haoyang、Wang Yanyan、Sasaoka Toshikuni、Bousset Luc、Melki Ronald、Mizobata Tomohiro、Kawata Yasushi、Fukunaga Kohji
    • 雑誌名

      Biomedicines

      巻: 9 ページ: 49~49

    • DOI

      10.3390/biomedicines9010049

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Fatty acid-binding protein 7 triggers α-synuclein oligomerization in glial cells and oligodendrocytes associated with oxidative stress2021

    • 著者名/発表者名
      Cheng An、Wang Yi-fei、Shinoda Yasuharu、Kawahata Ichiro、Yamamoto Tetsunori、Jia Wen-bin、Yamamoto Hanae、Mizobata Tomohiro、Kawata Yasushi、Fukunaga Kohji
    • 雑誌名

      Acta Pharmacologica Sinica

      巻: 43 ページ: 552~562

    • DOI

      10.1038/s41401-021-00675-8

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 大腸菌の「環境応答型」分子シャペロンが見せる可逆線維化反応の解析2021

    • 著者名/発表者名
      中田結衣,宮脇史織,東末剛己,溝端知宏
    • 雑誌名

      月刊細胞

      巻: 53 ページ: 565-568

  • [学会発表] 真核細胞内におけるαシヌクレインと脂肪酸結合タンパク質FABP3の相互作用に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      宮部 萌,山本英絵,福井 直也,本郷 邦広,溝端 知宏, 福永 浩司,河田 康志
    • 学会等名
      第21回日本蛋白質科学会年会
  • [学会発表] 環境応答型分子シャペロンHdeBの可逆線維化反応2021

    • 著者名/発表者名
      北崎悠人,中田結衣,上原梨那,本郷邦広,河田康志,溝端知宏
    • 学会等名
      第94回日本生化学会大会
  • [学会発表] 酸感受性分子シャペロンHdeAの可逆的アミロイド線維形成と金属イオンに関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      東末剛己,宮脇史織,本郷邦広,溝端知宏
    • 学会等名
      第94回日本生化学会大会
  • [学会発表] 酸感受性分子シャペロンHdeAの不活性化を誘発するペプチド配列の検索2021

    • 著者名/発表者名
      古川敦智,本郷邦広,河田康志,溝端知宏
    • 学会等名
      第94回日本生化学会大会

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公開日: 2022-12-28  

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