酵母プリオンタンパク質Sup35の線維化を制御する新規添加剤の開発

开发控制酵母朊病毒蛋白 Sup35 纤维化的新型添加剂

• 批准号: 20J21732
• 负责人: 西奈美 卓
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J21732/
• 关键词: タンパク質; 添加剤; 液-液相分離; アミロイド; プリオン; 天然変性タンパク質; プリオンタンパク質; Sup35; 溶媒効果; 膜のないオルガネラ; ゲル

タンパク質の液-液相分離やアミロイドの形成は、生物学的な機能や疾患に関わるとされている。一方、そのメカニズムや制御法は確立されていない。本研究では、タンパク質の液滴やアミロイドおよび凝集の溶液状態の理解を深めるため、タンパク質の構造の安定化剤や凝集抑制剤としてこれまで開発されてきた添加剤が、液滴の安定性やアミロイドへの成熟に与える効果について、酵母プリオンタンパク質Sup35のN末端側の天然変性領域を対象に調べた。変性剤や塩、オスモライト、糖、ポリオール、アミノ酸、アミン化合物、ヘキサンジオール、高分子などの特徴の異なる添加剤を系統的に調べ、液滴やアミロイドの形成に影響するメカニズムを調査した。タンパク質の凝集抑制剤として知られる変性剤やカオトロープは、液滴に対しても抑制する効果を示すことが分かった。タンパク質の凝集を促進する糖やポリオールは、反対に液滴を抑制することが分かった。また、オスモライトの中には凝集と液滴を促進するものがあることが分かった。高分子電解質は、添加濃度に伴い液滴の形成を抑制・促進する効果が観察され、官能基の性質によって液滴からアミロイドの成熟を促進する効果と抑制する効果があることが分かった。一連の結果は、水溶液中でのタンパク質の集合体に関わる相互作用と、凝集と液滴の安定化機構の違いを示唆する結果であり、タンパク質以外の成分がタンパク質の溶液状態に与える影響について洞察を与えた。

蛋白质的液-液相分离和淀粉样蛋白的形成被认为与生物功能和疾病有关。但其机理和控制方法尚未建立。在本研究中，为了加深对蛋白质液滴、淀粉样蛋白和聚集的溶液状态的理解，我们将使用已开发的作为蛋白质结构稳定剂和聚集抑制剂的添加剂来改善液滴稳定性和淀粉样蛋白聚集的效果。酵母朊病毒蛋白 Sup35 成熟过程中自然变性的 N 末端区域的变化。我们系统地研究了具有不同特性的添加剂，包括变性剂、盐、渗压剂、糖、多元醇、氨基酸、胺化合物、己二醇和聚合物，并研究了影响液滴和淀粉样蛋白形成的机制。研究发现，被称为蛋白质聚集抑制剂的变性剂和离液剂也对液滴表现出抑制作用。研究发现，促进蛋白质聚集的糖和多元醇可以抑制液滴的形成。他们还发现一些渗透石促进聚集和液滴形成。观察到聚电解质根据添加浓度具有抑制或促进液滴形成的效果，并且发现根据官能团的性质，存在促进或抑制来自液滴的淀粉样蛋白成熟的效果。这一系列结果表明了水溶液中蛋白质聚集所涉及的相互作用以及聚集和液滴的稳定机制的差异，并提供了对蛋白质以外的组分对蛋白质溶液状态的影响的深入了解。

项目成果

Glass-like protein condensate for the long-term storage of proteins

用于长期储存蛋白质的玻璃状蛋白质浓缩物

• DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2021.04.017
• 发表时间: 2021
• 影响因子: 8.2
• 作者: Nakauchi Yoshitaka;Nishinami Suguru;Shiraki Kentaro
• 通讯作者: Shiraki Kentaro

Arginine and its Derivatives Suppress the Opalescence of an Antibody Solution

精氨酸及其衍生物抑制抗体溶液的乳光

• DOI: 10.1016/j.xphs.2021.11.018
• 发表时间: 2022
• 影响因子: 3.8
• 作者: Shogo Oki; Suguru Nishinami; Yoshitaka Nakauchi; Toshihiko Ogura; Kentaro Shiraki
• 通讯作者: Kentaro Shiraki

Phasing Biology Reveals the Role of Prion Protein

定相生物学揭示了朊病毒蛋白的作用

• DOI: 10.11316/butsuri.75.4_192
• 发表时间: 2020
• 作者: 西奈美 卓;白木 賢太郎
• 通讯作者: 白木 賢太郎

Characterization of protein solubilizing additive by fluorescence assay

通过荧光测定表征蛋白质溶解添加剂

• 发表时间: 2022
• 作者: Suguru Nishinami; Tsutomu Arakawa; Kentaro Shiraki
• 通讯作者: Kentaro Shiraki

Arginine and its Derivatives Suppress the Opalescence of an Antibody Solution

精氨酸及其衍生物抑制抗体溶液的乳光

• DOI: 10.1016/j.xphs.2021.11.018
• 发表时间: 2022
• 影响因子: 3.8
• 作者: Shogo Oki; Suguru Nishinami; Yoshitaka Nakauchi; Toshihiko Ogura; Kentaro Shiraki
• 通讯作者: Kentaro Shiraki