GM1結合型アミロイドβ蛋白の構造解析

GM1 结合淀粉样β蛋白的结构分析

基本信息

批准号：
17025022
负责人：
松崎勝巳
金额：
$ 3.01万
依托单位：
Kyoto 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：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

アルツハイマー病(AD)発症の第一段階は可溶性アミロイドβ蛋白(Aβ)の毒性型(オリゴマーと推定される)への変換と神経細胞への沈着であり,この過程の分子機構の解明は,ADの予防・治療法の開発にとってきわめて重要である.申請者はリポソームおよび細胞を用いた研究から,膜の脂質ラフトにおいてコレステロール依存的に形成されるGM1ガングリオシドのクラスターを認識してAβが膜に結合し,凝集核となるGM1結合型Aβ(GM1-Aβ)が形成されるとの仮説を立てている.本研究では,1)GM1-Aβを核として形成されるアミロイド線維の構造解析および2)線維形成阻害剤の探索を行った.フーリエ変換赤外分光法によって,GM1によって形成された線維は、水中で形成された線維に比べβ-シートの水素結合が強いことが明らかとなった.また,重水素交換NMRの実験から,GM1によって形成された線維では,V18,F19,A21,G25-D27,V36-G38のアミドプロトンの交換が水中で形成された線維に比べ50倍以上遅くなっていることが分かった.次に水中での線維形成阻害が報告されている代表的な8種類の化合物について,Aβ(1-40)の水中およびGM1を含むラフトリポソーム中での線維形成阻害効果をチオフラビンT法で調べた.(NDGA),リファンピシン,ケルセチンに強い凝集抑制効果が見られた.これらのうち,NDGAとリファンピシンはラフトリポソームに結合することによって,Aβの膜結合を競合的に抑制することが線維形成阻害の一因であることが明らかとなった.事実,NDGAはNGF分化PC12細胞へのAβ(1-42)の蓄積と細胞毒性を阻害した.また,各化合物の凝集阻害効果の違いから,水中およびラフト中での線維形成は異なる過程であることが示唆され,上記の結果を支持した.

阿尔茨海默病 (AD) 发病的第一步是可溶性β淀粉样蛋白 (Aβ) 转化为有毒形式（推测为寡聚物）并沉积在神经细胞中。申请人发现Aβ通过识别在膜脂筏和团聚核中以胆固醇依赖性方式形成的GM1神经节苷脂簇来与膜结合。我们假设形成了GM1结合的Aβ（GM1-Aβ）。在本研究中，我们将1）分析以GM1-Aβ为核心形成的淀粉样原纤维的结构，2）研究原纤维形成抑制剂。转换红外光谱表明，由GM1形成的纤维比在水中形成的纤维具有更强的β-折叠氢键。氘交换核磁共振实验还表明，由GM1形成的纤维在所形成的纤维中具有比在水中形成的纤维更强的氢键。发现 V18、F19、A21、G25-D27 和 V36-G38 中酰胺质子的交换比在水中形成的纤维慢 50 倍以上。我们采用硫黄素T法(NDGA)研究了Aβ(1-40)中8种化合物在水中和含有GM1的筏脂质体中的原纤维形成抑制作用，利福平和槲皮素具有较强的聚集抑制作用。其中，NDGA和利福平通过与筏脂质体结合，竞争性抑制Aβ的膜结合，这是抑制原纤维形成的原因之一。事实上，NDGA是N它抑制 Aβ(1-42) 在 GF 分化的 PC12 细胞中的积累和细胞毒性。此外，每种化合物的聚集抑制作用的差异表明，水和筏中的纤维化形成是不同的过程。以上结果。