• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2011 年度 実績報告書

蛋白質毒性凝集体の特性を決定する構造揺らぎ

公募研究

研究領域揺らぎが機能を決める生命分子の科学
研究課題/領域番号 23107721
研究機関神戸大学

研究代表者

浜田 大三  神戸大学, 医学研究科, 特命助教 (60372132)

キーワードタンパク質 / フォールディング / ミスフォールディング / アミロイド / ダイナミクス / 自己組織化 / ストップトフロー / 分子認識
研究概要

様々な疾患に関連する蛋白質毒性凝集体の形成機構と機能を分子科学的に明らかにすることが、本研究の最終目標である。これを明らかにするために、ここでは、潜在的に配列多様性を持つ抗体軽鎖の可変領域(V_L)の作る、アミロイド線維を始めとする毒性凝集体の形成反応における、状態間の転移反応に関与する「状態間揺らぎ」と各構造状態内での「状態内揺らぎ」の役割を熱力学的に解析を実施することで、各種の構造揺らぎがもたらす凝集速度・形態の制御機構を明らかにすることを試みている。
本年度は、当初の予定通り、「状態間揺らぎ」の凝集形成における役割を明らかにするため、ALアミロイドーシスの患者の尿より、ベンス・ジョーンズ蛋白質として単離された抗体軽鎖であるBREのV_L(BREV_L)と、アミロイド線維沈着を示さない多発性骨髄腫の患者から単離されたREI V_L、及び、両者の配列を部分的に入れ替えた、キメラ蛋白質の天然状態の熱力学的安定性、フォールディング・アンフォールディング速度に関する解析と、それぞれの蛋白質のアミロイド線維形成能に関する実験を行った。その結果、BRE V_Lの天然状態は、REI V_Lよりも不安定化していることが明らかになった。この不安定化は、フォールディング速度の低下と、アンフォールディング速度の上昇により、実現されていた。この結果は、天然状態の不安定化により、高いアミロイド線維形成能が獲得されることを示唆する結果であった。しかしながら、キメラ体による詳細な解析の結果、アミロイド凝集能は、必ずしも天然状態の安定性のみにより、支配されるのではなく、フォールディング・アンフォールディング速度の微妙なバランスにより、もたらされることが示唆された。現在、本結果について、論文を執筆中である。
また、本年度は、来年度に実施予定の、状態内揺らぎの解析に向けた、単量体型REI V_L変異体のNMR化学シフトの同定を行い、おおむね、主鎖シグナル帰属が完了した。

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

当初の予定通り、状態間揺らぎと、アミロイド形成能に関する相関性について、一連の解析が既に完了しつつあり、また、NMRによるシグナル同定も、予定通り進んでいるため。

今後の研究の推進方策

当初の計画通り、NMRを用いた状態内揺らぎの研究とパルス重水素交換法を用いた、フォールディング機構・中間状態の解析を実施し、これらの分子内揺らぎと蛋白質の凝集反応の関連性を詳細なレベルで解明する。また、過渡的に微量にしか蓄積しない中間状態の同定においては、本新学術領域研究班員の一人である立命館大学・北原亮先生との共同研究として、高圧NMRを用いた解析を実施する予定である。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Effect of Ca^<2+> on the microtubule-severing enzyme p60-katanin : Insight into the substrate-dependent activation mechanism2012

    • 著者名/発表者名
      Naoko Iwaya, Kohei Akiyama, Natsuko Goda, Takeshi Tenno, Yoshie Fujiwara, Daizo Hamada, Teikichi Ikura, Masahiro Shirakawa Hidekazu Hiroaki
    • 雑誌名

      FEBS Journal

      巻: 279 ページ: 1339-1352

    • DOI

      DOI:10.1111/j.1742-4658.2012.08528.x

    • 査読あり
  • [学会発表] Conformational properties of intrinsically less-ordered EspB effector from Engerohaemorrhagic Escherichia coli2012

    • 著者名/発表者名
      Daizo Hamada, Yoshihisa Hagiahra, Hironari Kamikubo, Mikio Kataoka
    • 学会等名
      The 5th International Symposium on "Molecular Science of Fluctuations toward Biological Functions"
    • 発表場所
      Todaiji Culture Center
    • 年月日
      2012-01-08
  • [学会発表] Relationships between conformational fluctuations and aggregation propensities of immunoglobulin light chain variable domains revealed from the analysis of single point or chimeric mutations2012

    • 著者名/発表者名
      Yuta Kobayashi, Yuki Tashiro, Tetuyuki Abe, Kyohei Ikeda, Daizo Hamada
    • 学会等名
      The 5th International Symposium on "Molecular Science of Fluctuations toward Biological Functions"
    • 発表場所
      Todaiji Culture Center
    • 年月日
      2012-01-07
  • [学会発表] 高次蛋白質複合体形成における分子内構造揺らぎの役割2011

    • 著者名/発表者名
      濱田大三
    • 学会等名
      難治性疾患・統合創薬プロジェクト第8回セミナー
    • 発表場所
      立命館大学草津キャンパス(招待講演)
    • 年月日
      2011-11-28
  • [学会発表] 分子内ダイナミクスがもたらす、高次分子間相互作用の制御2011

    • 著者名/発表者名
      濱田大三
    • 学会等名
      日本物理学会2011年秋季大会
    • 発表場所
      富山大学五福キャンパス
    • 年月日
      2011-09-22
  • [学会発表] 細胞間接着装置の制御に関わるLNX1の構造・機能解析2011

    • 著者名/発表者名
      秋吉由佳里、合田名都子、成田宏隆、鈴木守、天野剛志、濱田大三、藤原芳江、中川敦史、古瀬幹夫、廣明秀一
    • 学会等名
      第11回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      ホテル阪急エキスポパーク
    • 年月日
      2011-06-09
  • [学会発表] Aβ凝集による脂質膜の流動性及び表面形態の変化2011

    • 著者名/発表者名
      笹原健二、森垣憲一、濱田大三
    • 学会等名
      第11回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      ホテル阪急エキスポパーク
    • 年月日
      2011-06-09
  • [学会発表] 単量体型免疫グロブリン軽鎖可変ドメインのデザイン2011

    • 著者名/発表者名
      濱田大三
    • 学会等名
      第11回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      ホテル阪急エキスポパーク
    • 年月日
      2011-06-07

URL: 

公開日: 2013-06-26  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi