マイクロ流路超高速パルスラベルNMR装置の開発及びプリオン自己複製過程の解明

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26291011
• 研究機関: 岐阜大学
• 研究代表者: 桑田 一夫 岐阜大学, 大学院連合創薬医療情報研究科, 教授 (00170142)
• 研究分担者: 鎌足 雄司 岐阜大学, 生命科学総合研究支援センター, 助教 (70342772)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: NMR / 混合器 / パルスラベル / プリオン / 自己複製

研究実績の概要

高速混合をNMRマグネット内(NMRチューブ内)で行い、蛋白質の構造形成反応、あるいは凝集反応の超早期過程を原子分解能で観測する装置を作成した。そのため、28年度は２液（変性蛋白質溶液、及び巻き戻り溶液）をNMRチューブ内で混合し、連続フローで観測するための装置を作成した。廃液は、３本目のチューブから除去するため、連続観測が可能となった。２７年度使用した既存のMICCS装置と異なり、In Cell NMR装置を改変し、磁化率を均一にした混合用のチューブを独自に作成したため、磁場の不均一性に起因すると思われるピークを取り除くことが可能となった。現在、プリオン蛋白質凝集過程の超早期観測を実施しており、今後の成果が期待されるところである。
また、プリオン蛋白質のフォールディング・凝集実験においては、CDストップト・フローを用い、プリオン蛋白質の凝集体（アミロイド）形成をプリオン蛋白質の天然構造が非競合的に抑制することを見出した（Honda & Kuwata, Sci. Rep. 2017）。天然構造と凝集体とのこのような相互作用は、プリオン感染の基盤をなすものであり、今後上記NMR装置を用い、プリオン感染現象のメカニズムを原子レベルで解明する計画である。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

28年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Evaluation of compound selectivity of aldo-keto reductases using differential scanning fluorimetry (2017)
  • 著者名/発表者名: Kabir Aurangazeb, Satoshi Endo, Naoki Toyooka, Mayuko Fukuoka, Kazuo Kuwata, and Yuji O. Kamatari
  • 雑誌名: Journal of Biochemistry 巻: 161 (2) ページ: 215-222
  • DOI: 10.1093/jb/mvw063
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Instability of C154Y variant of aldo-keto reductase 10.1038/s41598-017-00710-x1C3 (2017)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Endo, Sayaka Takada, Ryo P. Honda, Kathrin Muller, Jochen H. Weishaupt, Peter M. Andersen, Albert C. Ludolph, Yuji O. Kamatari, Toshiyuki Matsunaga, Kazuo Kuwata, Ossama El-Kabbani, Akira Ikari
  • 雑誌名: Chemico-Biological Interactions 巻: S0009-2797(16) ページ: 30758-X
  • DOI: 10.1016/j.cbi.2016.12.018.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The native state of prion protein (PrP) directly inhibits formation of PrP-amyloid fibrils in vitro (2017)
  • 著者名/発表者名: Ryo P. Honda, Kazuo Kuwata
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7(1) ページ: 562
  • DOI: 10.1038/s41598-017-00710-x
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A Novel Potent and Highly Specific Inhibitor against Influenza Viral N1-N9 Neuraminidases: Insight into Neuraminidase-Inhibitor Interactions. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nongluk Sriwilaijaroen, Sadagopan Magesh, Akihiro Imamura, Hiromune Ando, Hideharu Ishida, Miho Sakai, Erika Ishitsubo, Takanori Hori, Setsuko Moriya, Takeshi Ishikawa, Kazuo Kuwata, Takato Odagiri, Masato Tashiro, Hiroaki Hiramatsu, Kenji Tsukamoto, Taeko Miyagi, Hiroaki Tokiwa, Makoto Kiso, and Yasuo Suzuki
  • 雑誌名: Journal of medicinal chemistry 巻: 59(10) ページ: 4563-77
  • DOI: 10.1021/acs.jmedchem.5b01863
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Logical design of an anti-cancer agent targeting the Plant Homeodomain (PHD) in Pygopus2 (2016)
  • 著者名/発表者名: Ferdausi Ali, Keiichi Yamaguchi, Mayuko Fukuoka, Abdelazim Elsayed Elhelaly, and Kazuo Kuwata
  • 雑誌名: Cancer Science 巻: 107(9) ページ: 1321-8
  • DOI: 10.1111/cas.12995.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Effects of ligand binding on the stability of aldo-keto reductases (AKR) (2016)
  • 著者名/発表者名: Kabir Aurangazeb, Ryo P. Honda, Yuji O. Kamatari, Satoshi Endo, Mayuko Fukuoka, and Kazuo Kuwata
  • 雑誌名: Protein Science 巻: 25(12） ページ: 2132-41
  • DOI: 10.1002/pro.3036.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] Real-Time In vitro Conversion of Prion Protein Detected by NMR（ポスター） (2016)
  • 著者名/発表者名: Keiichi Yamaguchi, Yuji O Kamatari, Ryo P Honda, Kazuo Kuwata
  • 学会等名: XXVIIth International Conference on Magnetic Resonance in Biological Systems
  • 発表場所: Kyoto International Conference Center
  • 年月日: 2016-08-21 – 2016-08-26
  • 国際学会
• [学会発表] プリオン病治療薬の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 桑田一夫
  • 学会等名: 日本アミロイド―シス研究会学術集会
  • 発表場所: KKRホテル東京
  • 年月日: 2016-08-19 – 2016-08-19
• [学会発表] Instability of C154Y variant of aldo-keto reductase 1C3 found in familial amyotrophic lateral sclerosis. (ポスター） (2016)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Endo, Sayaka Takada, Ryo Honda, Kathrin Muller, Yuji O. Kamatari, Toshiyuki Matsunaga, Kazuo Kuwata, Jochen Weishaupt, Akira Ikari
  • 学会等名: 18th International Workshop on the Enzymology and Molecular Biology of Carbonyl Metabolism
  • 発表場所: Costa Brava, Spain
  • 年月日: 2016-07-12 – 2016-07-17
  • 国際学会
• [学会発表] Continuous ultrasonic irradiation induces rapid aggregations of MoPrP depending on pH (2016)
  • 著者名/発表者名: Kei-ichi Yamaguchi, Ryo Honda, Abdelazim Elsayed Elhelaly, Kazuo Kuwata
  • 学会等名: 第16回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場
  • 年月日: 2016-06-07 – 2016-06-09
• [学会発表] Logical design of a therapeutic agent for prion diseases (2016)
  • 著者名/発表者名: Kazuo Kuwata
  • 学会等名: PRION 2016 Tokyo
  • 発表場所: 一ツ橋ホール 東京
  • 年月日: 2016-05-10 – 2016-05-13
  • 国際学会
• [学会発表] Folding and misfolding pathways of prion protein (2016)
  • 著者名/発表者名: Ryo P. Honda, Kei-ichi Yamaguchi, Kazuo Kuwata
  • 学会等名: PRION 2016 Tokyo
  • 発表場所: 一ツ橋ホール 東京
  • 年月日: 2016-05-10 – 2016-05-13
  • 国際学会
• [学会発表] A local conformation of natively disordered yeast prion monomer determines interspecies prion transmissibility (2016)
  • 著者名/発表者名: Toshinobu shida, Yuji O. Kamatari, Kazuo Kuwata, Motomasa Tanaka
  • 学会等名: PRION 2016 Tokyo
  • 発表場所: 一ツ橋ホール 東京
  • 年月日: 2016-05-10 – 2016-05-13
  • 国際学会
• [学会発表] Calibaration of ultrasonic power and conformational analysis of MoPrP amyloid fibrils(ポスター） (2016)
  • 著者名/発表者名: Kei-ichi Yamaguchi, Junji Hosokawa-Muto, Yuji O. Kamatari, Kazuo Kuwata
  • 学会等名: PRION 2016 Tokyo
  • 発表場所: 一ツ橋ホール 東京
  • 年月日: 2016-05-10 – 2016-05-13
  • 国際学会
• [学会発表] Discovery of anti-prion agents using PyMOL plugin-based logical drug design platform NAGARA（ポスター） (2016)
  • 著者名/発表者名: Baio Ma, Kei-ichi Yamaguchi, Mayuko Fukuoka, Kazuo Kuwata
  • 学会等名: PRION 2016 Tokyo
  • 発表場所: 一ツ橋ホール 東京
  • 年月日: 2016-05-10 – 2016-05-13
  • 国際学会
• [学会発表] Classification of anti-prion compounds based on the binding properties to prion proteins（ポスター） (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuji O. Kamatari, Kazuo Kuwata
  • 学会等名: PRION 2016 Tokyo
  • 発表場所: 一ツ橋ホール 東京
  • 年月日: 2016-05-10 – 2016-05-13
  • 国際学会
• [学会発表] Latent structural variation in a yeast prion monomer determines strain phenotypes（ポスター） (2016)
  • 著者名/発表者名: Motomasa Tanaka, Yumiko Ohhashi, Yoshiki Yamaguchi, Yuji O. Kamatari, Kazuo Kuwata
  • 学会等名: PRION 2016 Tokyo
  • 発表場所: 一ツ橋ホール 東京
  • 年月日: 2016-05-10 – 2016-05-13
  • 国際学会
• [学会発表] 統合創薬ソフトNAGARAの開発、論理的創薬機医学の創始、及び論理的 医療の実践 (2016)
  • 著者名/発表者名: 桑田一夫
  • 学会等名: インシリコ創薬の展望セミナー
  • 発表場所: 臨床研究情報センター 神戸
  • 年月日: 2016-04-15 – 2016-04-15
  • 招待講演