アミロイド線維形成を引き起こす生体内分子環境の解明

阐明导致淀粉样原纤维形成的体内分子环境

• 批准号: 16041217
• 负责人: 内木 宏延
• 金额: $ 8.96万
• 依托单位: University of Fukui
• 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: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16041217/
• 关键词: アミロイド線維; アルツハイマー病; 透析アミロイド症; 変性中間体; 分子間相互作用; 線維形成・伸長阻害; フラボノイド; βアミロイド線維; アミロイド線維分解; β2-ミクログロブリン; 生体膜模倣環境

アミロイド線維は、蛋白質が異常な立体構造をとり、線維を形成したものである。これまでに、アルツハイマー病βアミロイド線維(fAβ)、及びβ2-ミクログロブリン(β2-m)アミロイド線維等について、試験管内線維形成反応系を開発している。本研究ではこれらの反応系を用い、(1)種々の生体分子がアミロイド線維形成を促進・阻害する分子機構を、生体分子間相互作用の解析を通して疾病発症機構(医学)の観点から明らかにすること、及び、(2)種々の有機化合物による線維形成阻害・分解の分子機構の解明を目指して研究を行い、本年度は以下の成果を得た。1.β2-mアミロイド線維の試験管内伸長において、生体に存在する伸長促進因子はまだ同定されていない。これを探索した結果、親水基に陰性荷電を持つリゾフォスファチジン酸など数種類のリゾリン脂質が線維伸長促進効果を有することを見出した。2.試験管内でAβ蛋白質からのfAβ形成を阻害し、かつ形成されたfAβを不安定化する有機化合物を引き続き探索し、イブプロフェン等の非ステロイド性抗炎症剤、補酵素Q10及びドーパミン等の抗パーキンソン薬が強力な作用を示すことを見出した。3.フラボノイドの示すfAβ線維形成・伸長阻害、不安定化の分子機構を解析した。ミリセチン(Myr)等の各種フラボノイドの、Aβ蛋白質モノマーとfAβに対する結合親和性を比較したところ、Myr等はfAβだけに高い親和性を示した。MyrはfAβに結合して特異的蛍光を生じるが、その結合形式は一次反応速度論に従うことを示した。以上より、MyrはAβ蛋白質モノマーの一次構造ではなく、fAβの高次構造を特異的に認識し可逆的に結合することで抗アミロイド効果を示すと考えられる。次いで、線維伸長活性に対する効果を検討し、線維断端に結合したMyrがAβ蛋白質の結合を阻害し線維伸長を阻害する可能性を示した。

淀粉样原纤维是具有异常三维结构并形成原纤维的蛋白质。到目前为止，我们已经开发出针对阿尔茨海默病β-淀粉样原纤维（fAβ）和β2-微球蛋白（β2-m）淀粉样原纤维的体外原纤维形成反应系统。在本研究中，我们将利用这些反应系统（1）通过分析生物分子相互作用，从疾病发病机制（医学）的角度阐明各种生物分子促进和抑制淀粉样原纤维形成的分子机制；（2）我们进行研究；旨在阐明各种有机化合物抑制和降解纤维形成的分子机制，今年取得了以下成果。 1.对于β2-m淀粉样原纤维的体外伸长，生物体中存在的伸长促进因子尚未确定。经过探索，我们发现溶血磷脂酸等几种溶血磷脂具有带负电荷的亲水基团，具有促进纤维伸长的作用。 2.我们将继续寻找在体外抑制Aβ蛋白形成fAβ并使形成的fAβ不稳定的有机化合物，我们发现帕金森病药物具有强大的作用。 3.我们分析了黄酮类化合物抑制fAβ原纤维形成/伸长和不稳定的分子机制。当我们比较杨梅素 (Myr) 等各种黄酮类化合物与 Aβ 蛋白单体和 fAβ 的结合亲和力时，Myr 等仅与 fAβ 表现出高亲和力。我们证明 Myr 与 fAβ 结合，产生特异性荧光，并且结合模式遵循一级动力学。综上所述，Myr被认为是通过特异性识别并可逆地结合fAβ的高级结构而不是Aβ蛋白单体的一级结构来表现出抗淀粉样蛋白作用。接下来，我们检查了对纤维伸长活性的影响，结果表明 Myr 与纤维残端的结合可能会抑制 Aβ 蛋白结合并抑制纤维伸长。

项目成果

Seeding-dependent maturation of beta 2-microglobulin amyloid fibrils at neutral pH.

β2-微球蛋白淀粉样原纤维在中性 pH 条件下的种子依赖性成熟。

• 发表时间: 2005
• 期刊: J.Biol.Chem. 280(12)
• 作者: Kihara;M. et al.
• 通讯作者: M. et al.

Kinetic analysis of the polymerization and depolymerization of β_2-microglobulin-related amyloid fibrils in vitro.

β_2-微球蛋白相关淀粉样原纤维体外聚合和解聚的动力学分析。

• 发表时间: 2005
• 期刊: Biochim.Biophys.Acta. 1753(1)
• 作者: Yamamoto;S. et al.
• 通讯作者: S. et al.

Conformational stability of amyloid fibrils of beta2-microglobulin probed by guanidine-hydrochloride-induced unfolding.

通过盐酸胍诱导的去折叠探测β2-微球蛋白淀粉样原纤维的构象稳定性。

• 发表时间: 2004
• 期刊: FEBS Lett. 576(3)
• 作者: Narimoto;T. et al.
• 通讯作者: T. et al.

Association of thin filaments into thick filaments revealing the structural hierarchy of amyloid fibrils.

细丝与粗丝的结合揭示了淀粉样原纤维的结构层次。

• 发表时间: 2005
• 期刊: J.Struct.Biol. 149(2)
• 作者: Kanno;T. et al.
• 通讯作者: T. et al.

Metal ion-dependent effects of clioquinol on the fibril growth of an amyloid beta peptide.

氯碘羟喹对淀粉样β肽原纤维生长的金属离子依赖性影响。

• 发表时间: 2005
• 期刊: J.Biol.Chem. in press
• 作者: Raman;B. et al.
• 通讯作者: B. et al.