一線維リアルタイム観察に基づくアミロイド線維形成機構の解明

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21370044
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 構造生物化学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 後藤 祐児 大阪大学, 蛋白質研究所, 教授 (40153770)
• 研究分担者: 櫻井 一正 大阪大学, 蛋白質研究所, 助教 (10403015)
• 連携研究者: 藤原 敏道 大阪大学, 蛋白質研究所, 教授 (20242381) ; 茶谷 絵理 神戸大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (00432493) ; 内木 宏延 福井大学, 医学部, 教授 (10227704)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 変性とフォールディング / アミロイド線維 / 蛋白質の凝集 / 蛍光顕微鏡 / 超音波

研究概要

いくつかのアミロイド蛋白質を材料として、全反射蛍光顕微鏡による一線維・リアルタイム解析を行い、アミロイド線維の形成機構を探った。また、重水素交換-溶液NMR解析によって、β2ミクログロブリンの線維形成中間体の解析を進めた。マイクロプレートリーダと超音波処理と組み合わせたアミロイドアッセイ法を開発して、アミロイド形成反応を解析した。以上より、アミロイドは、過飽和条件下でペプチドや蛋白質が析出することによって形成する固体構造であること、過飽和が全体の反応を支配する重要な因子であることを見出した。

研究成果

• [雑誌論文] Ultrasonication-dependent acceleration of amyloid fibril formation (2011)
  • 著者名/発表者名: So, M., Yagi, H., Sakurai, K., Ogi, H., Naiki, H. & Goto, Y.
  • 雑誌名: J. Mol. Biol. 巻: 412 ページ: 568-577
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hexafluoroisopropanol induces amyloid fibrils of islet amyloid polypeptide by enhancing both hydrophobic and electrostatic interactions (2011)
  • 著者名/発表者名: Yanagi, K., Ashizaki, M., Yagi, H., Sakurai, K., Lee, Y. H. & Goto, Y.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 286 ページ: 23959-23966
  • 査読あり
• [雑誌論文] Destruction of amyloid fibrils of keratoepithelin peptides by laser irradiation coupled with amyloid-specific thioflavin (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Ozawa, D., Kaji, Y., Yagi, H., Sakurai, K., Kawakami, T., Naiki, N. & Goto, Y.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 286 ページ: 10856-10863
  • 査読あり
• [雑誌論文] Seed-dependent deposition behavior of Aβpeptides studied with wireless quartz-crystal-microbalance biosensor (2011)
  • 著者名/発表者名: Ogi, H., Fukunishi, Y., Yanagida, T., Yagi, H., Goto, Y., Fukushima, M., Uesugi, K., Hirao
  • 雑誌名: M. Anal. Chem. 巻: 83 ページ: 4982-4988
  • 査読あり
• [雑誌論文] A circumventing role for the non-native intermediate in the folding ofβ-lactoglobulin (2011)
  • 著者名/発表者名: Sakurai, K., Fujioka, S., Konuma, T., Yagi, M. & Goto, Y.
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: 50 ページ: 6498-6507
  • 査読あり
• [雑誌論文] Binding energetics of ferredoxin-NADP+ reductase with ferredoxin and its relation to function (2011)
  • 著者名/発表者名: Lee, Y.-H., Ikegami, T., Standley, D. M., Sakurai, K., Hase, T. & Goto, Y.
  • 雑誌名: ChemBio. Chem. 巻: 12 ページ: 2062-2070
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reversible heat-induced dissociation ofβ2-microglobulin amyloid fibrils (2011)
  • 著者名/発表者名: Kardos, J., Micsonai, A., Pa. l-Ga. bor, H., Petrik, E., Gra. f, L., Kova. cs, J., Lee, Y. H., Naiki, H. & Goto, Y.
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: 50 ページ: 3211-3220
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inhibition of. 2-microglobulin amyloid fibril formation byα2-macroglobulin (2011)
  • 著者名/発表者名: Ozawa, D., Hasegawa, K., Lee, Y. H., Sakurai, K., Yanagi, K., Ookoshi, T., Goto, Y., Naiki, H.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 286 ページ: 9668-9676
  • 査読あり
• [雑誌論文] Kinetic intermediates ofβ2-microglobulin fibril elongation probed by pulse-labeling H/ D exchange combined with NMR analysis (2011)
  • 著者名/発表者名: Konuma, T., Chatani, E., Yagi, M., Sakurai, K., Ikegami, T., Naiki, H. & Goto, Y.
  • 雑誌名: J. Mol. Biol. 巻: 405 ページ: 851-862
  • 査読あり
• [雑誌論文] Laser-induced propagation and destruction of amyloidβfibrils (2010)
  • 著者名/発表者名: Yagi, H., Ozawa, D., Sakurai, K., Kawakami, T., Kuyama, H., Nishimura, O., Shimanouchi, T., Kuboi, R., Naiki, H. & Goto, Y.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 285 ページ: 19660-19667
  • 査読あり
• [雑誌論文] Amyloid fibrils of the constant domain of immunoglobulin light chain (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, K., Yagi, H., Lee, Y. H., Kardos, K., Hagihara, Y., Naiki, H. & Goto, Y.
  • 雑誌名: FEBS Lett. 巻: 584 ページ: 3348-3353
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isolation of short peptide fragments fromα-synuclein fibril core identifies a residue important for fibril nucleation : a possible implication for diagnostic applications (2010)
  • 著者名/発表者名: Yagi, H., Takeuchi, H., Ogawa, S., Ito, N., Sakane, I., Hongo, K., Mizobata, T., Goto, Y. & Kawata, Y.
  • 雑誌名: Biochim. Biophys. Acta 巻: 1804 ページ: 2077-2087
  • 査読あり
• [雑誌論文] アミロイドーシス発症の分子機構解明 (2010)
  • 著者名/発表者名: 八木寿梓、後藤祐児
  • 雑誌名: メディカルバイオ 巻: 7 ページ: 30-31
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct observation of minimum-sized amyloid fibrils using solution NMR spectroscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoshimura, Y., Sakurai, K., Lee, Y.-H., Ikegami, T., Chatani, E., Naiki, H. & Goto, Y.
  • 雑誌名: Protein Sci. 巻: 19 ページ: 2347-2355
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pre-steady state kinetic analysis for the elongation of amyloid fibrils ofβ2-microglobulin with tryptophan mutagenesis (2010)
  • 著者名/発表者名: Chatani, E., Ohnishi1, R., Konuma, T., Sakurai, K., Naiki, N. & Goto, Y.
  • 雑誌名: J. Mol. Biol. 巻: 400 ページ: 1057-1066
  • 査読あり
• [雑誌論文] タンパク質のアミロイド形成-過飽和条件で揺らぎが引きおこす晶析現象 (2010)
  • 著者名/発表者名: 後藤祐児、李映昊
  • 雑誌名: メディカルバイオ10月号別冊(寺嶋正秀監修) ページ: 38-34
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultrasonication establishes the equilibrium between production and breakdown leading to the minimum-sized amyloid fibrils (2009)
  • 著者名/発表者名: Chatani, E., Lee, Y.-H., Yagi, H., Yoshimura, Y., Naiki, N. & Goto, Y.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: 106 ページ: 11119-11124
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermal response with exothermic effects of. 2-microglobulin amyloid fibrils and fibrillation (2009)
  • 著者名/発表者名: Sasahara, K., Yagi, H., Naiki, H. & Goto, Y.
  • 雑誌名: J. Mol. Biol. 巻: 389 ページ: 584-594
  • 査読あり
• [雑誌論文] Destruction of amyloid fibrils of aβ2-microglobulin fragment by laser beam irradiation (2009)
  • 著者名/発表者名: Ozawa, D., Yagi, H., Ban, T., Kameda, A., Kawakami, T., Naiki, H., & Goto, Y.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 284 ページ: 1009-1017
  • 査読あり
• [雑誌論文] Branching in amyloid fibril growth. Andersen (2009)
  • 著者名/発表者名: C. B., Yagi, H., Manno, M., Martorana, V., Ban, T., Christiansen, G., Otzen, D., Goto, Y. & Rischel, C.
  • 雑誌名: Biophys. J. 巻: 96 ページ: 1529-1536
  • 査読あり
• [雑誌論文] NMR-based characterization of a refolding intermediate ofβ2-microglobulin labeled amino acid selectively using a wheat germ cell-free system (2009)
  • 著者名/発表者名: Kameda, A., Morita, E.-H., Sakurai, K., Naiki, N. & Goto, Y.
  • 雑誌名: Protein Sci. 巻: 18 ページ: 1592-1601
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural dynamics and folding ofβ-lactoglobulin probed by heteronuclear NMR (2009)
  • 著者名/発表者名: Sakurai, K., Konuma, T., Yagi, M. & Goto, Y.
  • 雑誌名: Biochim. Biophys. Acta 巻: 1790 ページ: 527-537
  • 査読あり
• [雑誌論文] A comprehensive model for packing and hydration for amyloid fibrils of. 2-microglobulin (2009)
  • 著者名/発表者名: Lee, Y.-H., Chatani, E., Sasahara, K., Naiki, H. & Goto, Y.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 284 ページ: 2169-2175
  • 査読あり
• [学会発表] 「蛋白質のフォールディングと異常凝集の一般原理の解明を目指して」 (2011)
  • 著者名/発表者名: 後藤祐児
  • 学会等名: 関西学院大学・理工学部50周年記念講演会、文科省オープン・リサーチセンター成果報告会「ナノマテリアルと生体分子の物理化学」
  • 発表場所: 関西学院大学(西宮)
  • 年月日: 2011-10-08
• [学会発表] Toward understanding a unifying principle of protein folding and aggregation (2011)
  • 著者名/発表者名: Goto, Y.
  • 学会等名: The First Korean Protein Society Symposium
  • 発表場所: Seoul National University, Seoul, Korea
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] 「蛋白質のフォールディングとアミロイド線維形成」 (2011)
  • 著者名/発表者名: 後藤祐児
  • 学会等名: 日本物理学会2011年周期大会シンポジウム「巨大分子～サブミクロン粒子の自己集積」
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-21
• [学会発表] Toward understanding a unifying principle of protein folding and aggregation (2011)
  • 著者名/発表者名: Goto, Y.
  • 学会等名: International Symposium of the Protein Society of Thailand
  • 発表場所: Chulabhorn Conference Center, Bangkok, Thailand
  • 年月日: 2011-08-31
• [学会発表] Visualization of amyloid fibril formation of proteins (2010)
  • 著者名/発表者名: Goto, Y.
  • 学会等名: 10^<th> KIAS Conference on Protein Structure and Function
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 20100930-1002
• [学会発表] Amyloid fibril growth visualized by thioflavin T fluorescence and probed by H/ D exchange (2010)
  • 著者名/発表者名: Goto, Y.
  • 学会等名: Symposium on Structure and Folding of Disease Related Proteins
  • 発表場所: Seoul National University, Seoul, Korea
  • 年月日: 20100609-10
• [学会発表] Amyloid fibril growth visualized by thioflavin T fluorescence and probed by H/ D exchange (2010)
  • 著者名/発表者名: Goto, Y.
  • 学会等名: Gordon Research Conference : Protein Folding Dynamics
  • 発表場所: Ventura CA, USA
  • 年月日: 20100110-15
• [学会発表] Amyloid fibril growth visualized by thioflavin T fluorescence and probed by H/ D exchange (2009)
  • 著者名/発表者名: Goto, Y.
  • 学会等名: The 3rd Asian-Pacific Peptide Symposium
  • 発表場所: Jeju island, Korea
  • 年月日: 20091108-11
• [学会発表] Amyloid fibril growth visualized by thioflavin T fluorescence and probed by H/ D exchange (2009)
  • 著者名/発表者名: Goto, Y.
  • 学会等名: The 23rd Symposium of The Protein Society
  • 発表場所: Boston, USA
  • 年月日: 20090624-29
• [学会発表] Amyloid fibril growth visualized by thioflavin T fluorescence and probed by H/ D exchange (2009)
  • 著者名/発表者名: Goto, Y.
  • 学会等名: International Bunsen Discussion Meeting on Structure of Amyloid Fibrils and Mechanism of Amyloid Formation
  • 発表場所: Universitat Halle, Halle an der Saale, Germany
  • 年月日: 20090208-11
• [図書] Real-time observation of amyloid-βfibril growth by total internal reflection fluorescence miscroscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: Ban, T. & Goto, Y.
  • 総ページ数: 699-709
  • 出版者: Protein Misfolding Disease