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2012 年度 実施状況報告書

カプセル化によるアミロイドβ可溶性オリゴマーのNMR構造解析

研究課題

研究課題/領域番号 23570192
研究機関京都大学

研究代表者

星野 大  京都大学, 薬学研究科(研究院), 准教授 (70304053)

キーワードアミロイド / 可溶性オリゴマー / NMR / 分子シャペロン / 構造解析
研究概要

昨年度までに作製した、SR398 の内腔の最奥部に Cys をただひとつもつ SR398-C 変異型 GroEL を用いて、モデル基質蛋白質 GFP-C の封入効率を解析した。塩濃度および ATP アナログの種類を変えて封入効率を比較した結果、ATP-gS > AMPPNP > ATP の順に高い封入効率を示す事が明らかとなった。また、溶液中に高濃度 (200 mM) の塩化ナトリウムが存在すると封入効率が低くなることも明らかとなった。
これらの結果をもとに、塩化ナトリウム比存在下において ATP-gS を用いて、GFP-C およびより小さい分子量をもつモデル基質 Ubq-C のそれぞれについてカプセル内における封入効率を算出した。その結果、分子量が 27 kDa の GFP-C は 90% 以上の効率で封入されたのに対し、分子量 9.5 kDa の Ubq-C では速やかにカプセルから漏出してしまう事が明らかとなった。
以上の結果より、分子量 4 kDa のアミロイドβペプチドを単独でカプセル内に封入することは困難であるものの、カプセル内に7分子を封入し、カプセル内において重合反応を進行させることにより分子量 28 kDa の7量体を作製したのちにカプセル内に放出することにより、効率よく封入する事が可能になると考えられる。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

モデル基質 Ubq-C ならびに GFP-C を用いた解析により、分子シャペロンカプセルへの封入にはある程度の分子量が必要である事が明らかとなった。その知見をもとに、カプセル内においてアミロイドβペプチドの重合反応を進行させる事とした。これまでに、アミロイドに特異的に結合する蛍光色素チオフラビンTを用いて、カプセル内において重合反応が進行する条件を見いだしている。

今後の研究の推進方策

カプセル内において、アミロイドβペプチド7量体オリゴマーが安定に存在する条件を見つけ出す。その後、安定同位体標識ペプチドを作製し、これまでに明らかにされていない「可溶性オリゴマー」の構造を世界に先駆けて明らかにする。

次年度の研究費の使用計画

分子シャペロンカプセルの安定性の解析のために、ゲルろ過 HPLC カラムを購入する。また、高額な安定同位体試薬の購入に充てる。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Interaction between soluble Abeta-(1-40) monomer and Abeta-(1-42) fibrils probed by paramagnetic relaxation enhancement.2013

    • 著者名/発表者名
      T. Yamaguchi, K. Matsuzaki & M. Hoshino
    • 雑誌名

      FEBS Lett.

      巻: 587 ページ: 620-624

    • DOI

      10.1016/j.febslet.2013.02.008

    • 査読あり
  • [雑誌論文] GM1 cluster mediates formation of toxic Abeta fibrils by providing hydrophobic environments.2012

    • 著者名/発表者名
      S. Fukunaga, H. Ueno, T. Yamaguchi, Y. Yano, M. Hoshino & K. Matsuzaki
    • 雑誌名

      Biochemistry

      巻: 51 ページ: 8125-8131

    • DOI

      10.1021/bi300839u

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interaction between isolated transcriptional activation domains of Sp1 revealed by heteronuclear magnetic resonance.2012

    • 著者名/発表者名
      N. Hiramatsu, E. Hibino, K. Matsuzaki, J. Kuwahara & M. Hoshino
    • 雑誌名

      Protein Sci.

      巻: 21 ページ: 1481-1488

    • DOI

      10.1002/pro.2137

    • 査読あり
  • [学会発表] アミロイドβペプチドの線維形成機構の解析2013

    • 著者名/発表者名
      星野 大
    • 学会等名
      R-GIRO プロジェクトセミナー「蛋白質のフォールディングおよびフォールディング病発祥機構の解明のための統合研究」
    • 発表場所
      立命館大学 生命科学部・薬学部 びわこくさつキャンパス(滋賀県)
    • 年月日
      20130316-20130316
    • 招待講演
  • [学会発表] Interaction between transcriptional activation domains of Sp1 and TAF4 examined by heteronuclear magnetic resonance.2013

    • 著者名/発表者名
      Emi Hibino, Jun Kuwahara, Katsumi Matsuzaki & Masaru Hoshino
    • 学会等名
      新学術領域研究「天然変性タンパク質の分子認識機構と機能発現」 第2回国際シンポジウム
    • 発表場所
      理化学研究所 横浜研究所交流棟ホール(神奈川県)
    • 年月日
      20130123-20130124
  • [学会発表] 分子シャペロンカプセル化システムの構築2012

    • 著者名/発表者名
      星野 大
    • 学会等名
      大阪大学蛋白質研究所セミナー「分子シャペロンの機能発現の新展開と細胞制御」
    • 発表場所
      大阪大学蛋白質研究所(大阪府)
    • 年月日
      20121115-20121116
    • 招待講演

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公開日: 2014-07-24  

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