アミロイド凝集核を構成する異常型αシヌクレインの構造特性の物理化学的解明

构成淀粉样蛋白聚集核的异常α-突触核蛋白结构特征的物理化学阐明

• 批准号: 21K15245
• 负责人: 扇田 隆司
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Kyoto Pharmaceutical University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K15245/
• 关键词: αシヌクレイン; パーキンソン病; 神経変性疾患; アミロイド; アミロイド線維; 二次核形成; 凝集核; αシヌクレイン; パーキンソン病; 神経変性疾患; アミロイド; アミロイド線維; 二次核形成; 凝集核

本研究課題では、アミロイド凝集過程で形成される異常型αシヌクレインの構造特性の解明を目的として、神経毒性の主体となるアミロイド凝集核の形成が病態環境下で促進される分子機構の解明と凝集核の構造特性の同定を行う。これにより、異常型αシヌクレインを標的とした神経変性疾患の診断・治療分子の設計基盤となる知見を取得する。2022年度は、配列が95%同一であるが線維化速度が著しく異なるヒトとマウスのαシヌクレインについて、物理化学的手法を用いた線維化メカニズムと分子内相互作用の比較解析を実施した。各タンパク質は大腸菌発現系を用いて作製し、線維化は線維特異的蛍光色素であるチオフラビンTを用いて追跡した。分子内相互作用は、αシヌクレインの任意の領域に導入したトリプトファン残基とC末領域に標識したアクリロダンとの蛍光共鳴エネルギー移動 (FRET)を測定することで評価した。解析の結果、ヒト-マウスαシヌクレインはともに凝集核依存性線維形成モデルに従って凝集すること、ヒト-マウス間でのαシヌクレイン線維化速度の違いは主に87番目残基のミスマッチに起因すること、さらにマウス型のN87残基は疎水性の高いNon-amyloid β component (NAC)領域やpre-NAC領域とC末領域の分子内相互作用を阻害することを明らかにした。これらの結果から、αシヌクレインC末領域の分子内相互作用が線維化の制御に重要な役割を担うことが示唆され、αシヌクレインの構造制御法の開発につながる知見が取得できた。

在该研究主题中，我们旨在阐明在淀粉样蛋白聚集过程中形成的异常α-核蛋白的结构特性，我们将阐明在神经毒性的主要药物中形成淀粉样蛋白聚集核的分子机制，是神经毒性的主要药物，在病理学的环境下促进了结构性的构造。这将获得知识，将作为设计靶向异常α-核蛋白的神经退行性疾病的分子的基础。在2022年，我们使用物理化学技术对人类和小鼠的纤维化机制和分子内相互作用进行了比较分析，具有95％相同的序列，但纤维化率显着不同。使用大肠杆菌表达系统生成每种蛋白质，并使用纤维特异性荧光染料硫素T之后进行纤维化。通过测量在引入α-甲基核蛋白和丙烯甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基素的任何区域之间的荧光共振能量转移（FRET）中，通过测量荧光共振能传递（FRET）来评估纤维化。该分析表明，根据聚集核依赖性纤维化模型，人小鼠α-突触核蛋白聚集物以及人与小鼠之间的α-突触核蛋白纤维化速率的差异主要是由于残基87的不匹配以及小鼠型N87残基相互抑制的内含物互动的不合适性， （NAC）区域以及NAC前区域和C末端区域。这些结果表明，α-突触核蛋白C末端区域的分子内相互作用在控制纤维化方面起着重要作用，并且我们获得了导致开发控制α-突触核蛋白结构的方法的知识。