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2015 年度 実績報告書

タンパク質性アミロイド線維凝集過程における生物学的毒性評価とその抑制

研究課題

研究課題/領域番号 25440027
研究機関鳥取大学

研究代表者

河田 康志  鳥取大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40177697)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードアミロイド線維 / 凝集抑制 / 細胞毒性 / アントシアニン / SOD1 / Aβペプチド
研究実績の概要

神経変性病の発症原因の一つに蛋白質の凝集が関与している。β構造に富んだアミロイド線維形成中に細胞毒性を示す分子種が生じることが問題であり,その分子種の形成メカニズムの解明と蛋白質アミロイド線維形成を抑制することが重要である。今年度は筋萎縮性側索硬化症(ALS)の原因蛋白質であるスーパーオキシドディスムターゼ(SOD1)とアルツハイマー病の原因ペプチドであるAβのアミロイド線維形成メカニズムを調べるとともに,ポリフェノールの一種であるアントシアニンを用いたアミロイド形成抑制について詳細に調べ,以下の点を明らかにした。
(1) SOD1のアミロイド線維形成メカニズムについて蛋白質の構造安定性と関連させて詳細に調べた結果,銅と亜鉛が脱離したアポ体のSOD1の分子内部に位置するSS結合がさらに還元されるとアミロイド線維がすみやかに形成されることが明らかになった。家族性変異体であるSOD1の場合では,アポ体SOD1蛋白質自体がかなり不安定化されており,生体内の還元環境下でその変異体SOD1のSS結合が還元されやすいのでアミロイド線維形成が早く起こることが明らかになった。この結果は家族性ALSの早期発症原因が蛋白質科学的に説明できることを示している。
(2) Aβ42が形成するアミロイド線維反応中に生じるオリゴマー分子種がマウス神経細胞であるNeuro2Aに対して毒性を示すことが分かった。しかし,アントシアニンを共存させると不定形の凝集体は生じるものの,アミロイド線維は形成されず,細胞毒性も見られなかった。また,アルツハイマー病モデルマウスにアントシアニンを豊富に含むビルベリーエキスを食餌に混ぜて摂取させると,摂取していないマウスに比べて短期記憶力の低下が抑制されることが明らかになった。このことはアルツハイマー病の発症予防にアントシアニンが有効であることを示している。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Structural basis of Cu, Zn-superoxide dismutase amyloid fibril formation involves interaction of multiple peptide core regions2016

    • 著者名/発表者名
      Masataka Ida, Mizuho Ando, Masayuki Adachi, Asumi Tanaka, Kodai Machida, Kunihiro Hongo, Tomohiro Mizobata, Miho Yoshida Yamakawa, Yasuhiro Watanabe, Kenji Nakashima, and Yasushi Kawata
    • 雑誌名

      J. Biochem.

      巻: 159 ページ: 247-260

    • DOI

      10.1093/jb/mvv091

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Anthocyanin suppresses the toxicity of Aβ deposits in in vitro and in vivo models of Alzheimer's disease2016

    • 著者名/発表者名
      Miho Yoshida Yamakawa, Kazuyuki Uchino, Yasuhiro Watanabe, Tadashi Adachi, Mami Nakanishi, Hikari Ichino, Kunihiro Hongo, Tomohiro Mizobata, Saori Kobayashi, Kenji Nakashima, and Yasushi Kawata
    • 雑誌名

      Nutritional Neuroscience

      巻: 19 ページ: 32-42

    • DOI

      10.1179/1476830515Y.0000000042

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] アントシアニンによる家族性ALS原因タンパク質SOD1 G93Aのアミロイド線維形成抑制2015

    • 著者名/発表者名
      安藤瑞歩,本郷邦広,溝端知宏,小林沙織,河田康志
    • 学会等名
      BMB2015:第38回日本分子生物学会年会,第88回日本生化学会大会
    • 発表場所
      神戸市
    • 年月日
      2015-12-01 – 2015-12-01
  • [学会発表] ALS発症原因タンパク質SOD1の構造安定性とアミロイド線維形成機構2015

    • 著者名/発表者名
      井田昌孝,安藤瑞歩,本郷邦広,溝端知宏,河田康志
    • 学会等名
      BMB2015:第38回日本分子生物学会年会,第88回日本生化学会大会
    • 発表場所
      神戸市
    • 年月日
      2015-12-01 – 2015-12-01
  • [学会発表] タンパク質の構造形成と凝集形成2015

    • 著者名/発表者名
      河田康志
    • 学会等名
      第54回日本白内障学会総会,第41回水晶体研究会
    • 発表場所
      名古屋市
    • 年月日
      2015-09-19 – 2015-09-19
    • 招待講演
  • [備考] 蛋白質機能学/蛋白質苦学研究室

    • URL

      http://www.bio.tottori-u.ac.jp/~prot/main.html

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公開日: 2017-01-06  

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