アミロイド線維形成反応の蛋白質立体構造に基づく研究

基于淀粉样原纤维形成反应的蛋白质结构研究

基本信息

批准号：
14037237
负责人：
後藤祐児
金额：
$ 3.01万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

アミロイド線維は、蛋白質の一生に関わる極めて重要、かつ興味深い問題である。本研究の目的は、「アミロイド線維形成の分子機構を、蛋白質の立体構造に基づいて原子レベルで理解する」ことである。核磁気共鳴(NMR)を中心とする生物物理的手法によって、β2ミクログロブリンのアミロイド線維の構造物性を詳細に解析した。また、蛍光顕微鏡によって、アミロイド線維形成反応を単一分子レベルで解析した。(1)NMR解析:アミロイド線維の重水素交換、ジメチルスルフォキシドによる溶解、NMR解析、を組み合せた斬新な手法によりアミロイド線維の内部構造を調べた。β2ミクログロブリンは剛直なアミロイド線維を形成すると共に、特定の条件下(高塩濃度条件やジスルフィドを還元した標品)では細くて極めて柔軟なフィラメント構造を形成した。フィラメント状構造が、剛直な線維に比べて柔軟な構造であることを残基レベルで示した。(2)顕微鏡観察:全反射蛍光顕微鏡を用いてβ2ミクログロブリンのアミロイド線維形成反応を1分子観測した。さらにβ2ミクログロブリンで得られた結果の普遍性を、アルツハイマーAβアミロイドで検証した。(3)フラグメントを用いた解析:β2ミクログロブリンのアミロイド線維は20残基程度のフラグメントでも形成することができる。K3ペプチドと呼ぶアミノ酸残基番号20-40のペプチドフラグメントのアミロイド線維の構造安定性をさまざまな溶媒条件下でCDやNMRを用いて解析した。この結果、K3ペプチドはβ2ミクログロブリンのアミロイド線維形成の開始点であるとともに線維のコアを形成することが示された。

淀粉样纤维是蛋白质寿命中涉及的极其重要且有趣的问题。这项研究的目的是“基于蛋白质的三维结构，了解原子水平上淀粉样蛋白纤维形成的分子机制”。以核磁共振为中心的生物物理方法（NMR）详细分析了β2微球蛋白的淀粉样纤维的结构特性。此外，通过荧光显微镜在单个分子水平上分析淀粉样蛋白纤维制剂反应。（1）NMR分析：通过一种结合淀粉样纤维，二甲基磺硫化氧化物溶解和NMR分析的新方法检查了淀粉样纤维的内部结构。 β2微氯生蛋白形成直接的淀粉样纤维，在某些条件下（高盐浓度条件和靶向的光谱FID）形成薄而极灵活的灯丝结构。它表明，丝状结构的结构比破烂的纤维更灵活。（2）显微镜观察：使用总反射荧光显微镜对β2微球蛋白的淀粉样蛋白纤维瘤反应进行一个分子观察。此外，用阿尔茨海默氏症的Aβ淀粉样蛋白验证了β2微球蛋白获得的结果的普遍性。（3）使用片段分析：β2微氯布林的淀粉样纤维也可以在约20个残基中形成。在各种溶剂下，使用CD或NMR分析了用氨基酸残留数为20-40的肽片段的淀粉样纤维的结构稳定性。结果，K3肽被证明是β2微球蛋白的淀粉样纤维形成的起点，并形成了纤维核。