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2022 年度 実績報告書

酵母プリオンタンパク質Sup35の線維化を制御する新規添加剤の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20J21732
研究機関筑波大学

研究代表者

西奈美 卓  筑波大学, 理工情報生命学術院, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2020-04-24 – 2023-03-31
キーワードタンパク質 / 添加剤 / 液-液相分離 / アミロイド / プリオン / 天然変性タンパク質
研究実績の概要

タンパク質の液-液相分離やアミロイドの形成は、生物学的な機能や疾患に関わるとされている。一方、そのメカニズムや制御法は確立されていない。本研究では、タンパク質の液滴やアミロイドおよび凝集の溶液状態の理解を深めるため、タンパク質の構造の安定化剤や凝集抑制剤としてこれまで開発されてきた添加剤が、液滴の安定性やアミロイドへの成熟に与える効果について、酵母プリオンタンパク質Sup35のN末端側の天然変性領域を対象に調べた。変性剤や塩、オスモライト、糖、ポリオール、アミノ酸、アミン化合物、ヘキサンジオール、高分子などの特徴の異なる添加剤を系統的に調べ、液滴やアミロイドの形成に影響するメカニズムを調査した。タンパク質の凝集抑制剤として知られる変性剤やカオトロープは、液滴に対しても抑制する効果を示すことが分かった。タンパク質の凝集を促進する糖やポリオールは、反対に液滴を抑制することが分かった。また、オスモライトの中には凝集と液滴を促進するものがあることが分かった。高分子電解質は、添加濃度に伴い液滴の形成を抑制・促進する効果が観察され、官能基の性質によって液滴からアミロイドの成熟を促進する効果と抑制する効果があることが分かった。一連の結果は、水溶液中でのタンパク質の集合体に関わる相互作用と、凝集と液滴の安定化機構の違いを示唆する結果であり、タンパク質以外の成分がタンパク質の溶液状態に与える影響について洞察を与えた。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2022

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Classification of protein solubilizing solutes by fluorescence assay2022

    • 著者名/発表者名
      Nishinami Suguru、Arakawa Tsutomu、Shiraki Kentaro
    • 雑誌名

      International Journal of Biological Macromolecules

      巻: 203 ページ: 695-702

    • DOI

      10.1016/j.ijbiomac.2022.01.137

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Arginine and its derivatives suppress the opalescence of an antibody solution2022

    • 著者名/発表者名
      Oki Shogo、Nishinami Suguru、Nakauchi Yoshitaka、Ogura Toshihiko、Shiraki Kentaro
    • 雑誌名

      Journal of Pharmaceutical Sciences

      巻: 111 ページ: 1126-1132

    • DOI

      10.1016/j.xphs.2021.11.018

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Opalescence arising from network assembly in antibody solution2022

    • 著者名/発表者名
      Nakauchi Yoshitaka、Nishinami Suguru、Murakami Yusuke、Ogura Toshihiko、Kano Hideaki、Shiraki Kentaro
    • 雑誌名

      Molecular Pharmaceutics

      巻: 19 ページ: 1160-1167

    • DOI

      10.1021/acs.molpharmaceut.1c00929

    • 査読あり
  • [雑誌論文] タンパク質溶液の状態はシミュレーションできるのか?2022

    • 著者名/発表者名
      西奈美 卓, 白木 賢太郎
    • 雑誌名

      分子シミュレーション学会誌, アンサンブル

      巻: 24 ページ: 220-224

  • [学会発表] Characterization of protein solubilizing additive by fluorescence assay2022

    • 著者名/発表者名
      Suguru Nishinami, Tsutomu Arakawa, Kentaro Shiraki
    • 学会等名
      2022 Colorado Protein Stability Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Network association and glass-like condensation of highly concentrated proteins2022

    • 著者名/発表者名
      Suguru Nishinami, Yoshitaka Nakauchi, Kentaro Shiraki
    • 学会等名
      2022 Colorado Protein Stability Conference
    • 国際学会

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公開日: 2023-12-25  

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