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2013 年度 実施状況報告書

ミスフォールディングタンパク質凝集における分子シャペロンダイナミクス

研究課題

研究課題/領域番号 24570143
研究機関独立行政法人理化学研究所

研究代表者

座古 保  独立行政法人理化学研究所, 前田バイオ工学研究室, 専任研究員 (50399440)

キーワードアミロイド / 分子シャペロンタンパク質 / タンパク質ミスフォールディング病 / アルツハイマー病
研究概要

本研究ではアルツハイマー病などの、タンパク質凝集が原因とされるタンパク質ミスフォールディング病の機構を明らかにすることを目的としている。近年タンパク質ミスフォールディング病とよばれる、天然構造が壊れた (ミスフォールディングした)タンパク質が凝集することが原因で病気が引き起こされる例が多く見つかり、社会的問題となっている。代表的な疾病であるアルツハイマー病においては、アミロイドβタンパク質(Aβ)などの凝集体が主な病因であると考えられている。一方、生体内では、分子シャペロンタンパク質がタンパク質の凝集抑制に関与していることが知られている。本研究はAβなどのタンパク質凝集における分子シャペロンタンパク質の働きを明らかにし、臨床応用への研究基盤を明らかにすることを目指している。本年度は、分子シャペロンの一つであるプレフォルディン(PFD)がAβやポリグルタミンタンパク質(polyQ)凝集に与える影響を調べた。PFDは脳内で発現していることは分かっていたが、凝集性タンパク質への影響は不明であった。今回PFDがAβやpolyQ凝集を抑制していることが分かった.これらは可溶性オリゴマー構造をとっていたが、細胞毒性を示さなかった。特にAβオリゴマーに関しては毒性の高いオリゴマーと比較して、異なる抗体認識を示したことから、可溶性オリゴマーの毒性と表面構造に相関があることが明らかとなった。またポリグルタミンタンパク質の場合でも、PFD存在下では毒性の低いオリゴマー構造をとることが示唆された。

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

本研究では、アルツハイマー病など、タンパク質の凝集が原因とされるタンパク質ミスフォールディング病の機構の解明を目指し、分子シャペロンタンパク質の働きを明らかにすることを目的としている。本研究では、スモールヒートショックプロテインやプレフォルディンなどの分子シャペロンがアミロイドβやポリグルタミンタンパク質などの凝集形成への関与を解明することを目的としているが、本年度はプレフォルディンのアミロイドβおよびポリグルタミンタンパク質凝集への関与を明らかにすることができ、研究の目的は順調に達せられたと評価できる。

今後の研究の推進方策

本研究では、アルツハイマー病など、タンパク質の凝集が原因とされるタンパク質ミスフォールディング病の機構の解明を目指し、分子シャペロンタンパク質の働きを明らかにすることを目的としており、今後はヒト由来のスモールヒートショックプロテインによるアミロイドβへの凝集形成への関与を解明する。

次年度の研究費の使用計画

計画よりも値引き交渉がうまくいき次年度使用額が生じた。
次年度研究費と合わせて、タンパク質発現・精製や活性評価のための試薬・消耗品や、成果発表のための旅費等に用いる予定である。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Cysteine Inhibit Fibrillization and Cytotoxicity of Amyloid-β 40 and 42: Implication for Contribution of Thiophilic Interaction2014

    • 著者名/発表者名
      Eisuke Takai, Tamotsu Zako他
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 16 ページ: 3566-3572

    • DOI

      10.1039/c3cp54245a

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Degeneration of Amyloid-b Fibrils by Low Temperature Atmospheric Pressure Plasma in Aqueous Solution2014

    • 著者名/発表者名
      Eisuke Takai, Tamotsu Zako他
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 104 ページ: 023701

    • DOI

      10.1063/1.4861842

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Human prefoldin inhibits Abeta fibrillation and contributes to formation of non-toxic Abeta aggregates2013

    • 著者名/発表者名
      Karin M. Sorgjerd, Tamotsu Zako他
    • 雑誌名

      Biochemistry

      巻: 52 ページ: 3532-3542

    • DOI

      10.1021/bi301705c

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Prefoldin protects neuronal cells from polyglutamine toxicity by preventing aggregation formation2013

    • 著者名/発表者名
      Erika Tashiro, Tamotsu Zako他
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 288 ページ: 19958-19972

    • DOI

      10.1074/jbc.M113.477984

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A structure-toxicity study of Abeta42 reveals a new anti-parallel aggregation pathway2013

    • 著者名/発表者名
      Helene Vignaud, Tamotsu Zako他
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 8 ページ: e80262

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0080262

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rapid Surface- Biostructure Interaction Analysis using strong Metal-based Nanomagnets2013

    • 著者名/発表者名
      Aline C.C. Rotzetter, Tamotsu Zako他
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 29 ページ: 14117-14123

    • DOI

      10.1021/la4026427

    • 査読あり
  • [学会発表] 分子シャペロンsHspの会合状態のアミロイドβ凝集への影響

    • 著者名/発表者名
      吉田 知識, 座古 保 他
    • 学会等名
      第13回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      鳥取
  • [学会発表] 分子シャペロンsHsp(small heat shock protein)の会合状態のアミロイドβ凝集への影響

    • 著者名/発表者名
      吉田 知識, 座古 保 他
    • 学会等名
      第65回日本生物工学会年会
    • 発表場所
      広島
  • [学会発表] 分子シャペロンタンパク質の機構解明と機能探索

    • 著者名/発表者名
      座古 保
    • 学会等名
      九州大学未来化学創造センター ナノバイオアセンブリワークショップ
    • 発表場所
      福岡
    • 招待講演
  • [学会発表] Formation of protein aggregates and their toxicity

    • 著者名/発表者名
      Tamotsu Zako
    • 学会等名
      KIFIEE 2014 Meeting
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 招待講演

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公開日: 2015-05-28  

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