研究課題/領域番号 |
20K11584
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研究機関 | 岐阜薬科大学 |
研究代表者 |
原 宏和 岐阜薬科大学, 薬学部, 教授 (30305495)
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研究分担者 |
足立 哲夫 岐阜薬科大学, 薬学部, 教授 (40137063) [辞退]
神谷 哲朗 岐阜薬科大学, 薬学部, 准教授 (60453057)
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研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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キーワード | パーキンソン病 / 銅 / ATP7A / 酸化ストレス / タンパク質分解 |
研究実績の概要 |
銅(Cu)は、生命機能の維持に重要な必須微量元素である。一方で、過剰なCuは神経毒性を示すため、Cu恒常性はCu排出トランスポーター(ATP7A)およびCuシャペロン(Atox1)などのCu輸送タンパク質により厳密に制御されている。また、パーキンソン病(PD)などの神経変性疾患の発症や病態形成に神経細胞内Cu動態異常が関与していることが指摘されている。我々は、神経毒6-ヒドロキシドパミン(6-OHDA)が、ヒト神経芽細胞腫SH-SY5Y細胞においてATP7AおよびAtox1タンパク質の分解を促進させることを見出した。そこで本研究では、6-OHDAにより引き起こされるATP7AおよびAtox1タンパクの分解機構の機序の解明に取り組んだ。 6-OHDAによるATP7AおよびAtox1タンパクの分解促進は、抗酸化剤N-acetylcysteine(NAC)により抑制されたことから、本現象における酸化ストレスの関与が示唆される。アミノ酸のシステイン(Cys)は、酸化修飾を受けやすいことが知られている。Atox1およびATP7Aには、Cys残基を含んだCu結合モチーフ(Cys-X-X-Cys)が存在していることから、これらCys残基が6-OHDAによる分解促進に関与しているかどうかを検証した。初めに、6-OHDAがAtox1に存在するCys-X-X-CysのCys残基が6-OHDAによる酸化修飾を受けるかどうかを、チオール基の修飾剤であるPEG-PCMalを用いて検討した。その結果、6-OHDAを曝露した細胞ではAtox1の酸化修飾が亢進することが確認できた。また、Atox1のCu結合モチーフにあるCysをSerに置換した変異Atox1を発現させ、変異Atox1に対する6-OHDAの分解促進効果を検討したところ、変異Atox1ではそのタンパク質分解が抑制された。以上より、6-OHDAに起因する酸化ストレスがATP7AおよびAtox1タンパクの酸化修飾を惹起することで、これらタンパク質の分解を促進してている可能性が示された。
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