ガンマセクレターゼによるアミロイドベータタンパク質の産生機構

γ分泌酶产生β淀粉样蛋白的机制

• 批准号: 07J03876
• 负责人: 柳下 聡介
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J03876/
• 关键词: ガンマセクレターゼ; アミロイドベータタンパク質; アルツハイマー病; プレセニリン; 酵母; 無細胞アッセイ系; アミロイドベーダタンパク質; 生化学

γセクレターゼは,アルツハイマー病で脳内に蓄積が見られるアミロイドβタンパク質(Aβ)を産生する酵素である。近年の研究から,γセクレターゼは,presenilin, nicastrin, Aph-1, Pen-2の4つのタンパク質の複合体であると考えられており,また,γセクレターゼの基質は複数箇所で切断を受けることが分かっている。このようなことから,γセクレターゼは,複雑な基質切断機序を持っていることが示唆されてはいるが,酵素学的な解析はまだまだ発展途上である。私はこれまでに,哺乳類培養細胞を用いてγセクレターゼの解析を行う過程で,γセクレターゼが基質をC末端側から3残基毎に,段階的に切断をするのではないか,という「トリペプチド仮説」を裏付ける結果を得てきた。本年度は,自身が中心となって樹立した酵母膜画分を用いたin vitro assay系を用いて,「トリペプチド仮説」の直接的な検証を試みた。特に,段階的な切断の際に産生されると予測される中間体を基質として用い,その中間体からγセクレターゼによるAβ産生反応が起きるかどうかの検証を行った。この中間体は哺乳類細胞内では不安定であり,遺伝子組み換えによって哺乳類細胞に発現させても,ほとんどタンパク質として得られないため,哺乳類細胞での検証は困難であった。しかし,酵母を用いた系では,この中間体が十分量得られるため,従来の方法では実現できなかった解析が可能となった。しかし,予想に反して,ここで用いた中間体はγセクレターゼによって切断されなかった。これらの結果は,中間体がγセクレターゼに基質として認識されていないと考えると説明が可能であり,γセクレターゼの基質認識には基質自身のC末端側の長さが重要であることが示唆された。今後,基質の長さに着目しての基質認識機構の解明が期待できる。

γ-分泌酶是一种产生淀粉样β蛋白（Aβ）的酶，该蛋白在阿尔茨海默病患者的大脑中积聚。最近的研究表明，γ-分泌酶是四种蛋白质的复合物：早老素、尼卡斯特林、Aph-1 和 Pen-2，据我所知，γ-分泌酶的底物可以在多个位点被裂解。尽管这些发现表明γ-分泌酶具有复杂的底物裂解机制，但酶学分析仍在开发中。在使用培养的哺乳动物细胞分析γ-分泌酶的过程中，我提出了γ-分泌酶从C端每三个残基逐步切割其底物的想法，我们得到了支持肽假说的结果。今年，我尝试使用我开发的酵母膜组分的体外测定系统直接验证“三肽假说”。特别是，我们使用预计在逐步裂解过程中产生的中间体作为底物，并验证了该中间体是否会发生由γ-分泌酶产生的Aβ反应。该中间体在哺乳动物细胞中不稳定，即使通过基因重组在哺乳动物细胞中表达，也很难以蛋白质形式获得，因此很难在哺乳动物细胞中进行验证。然而，在酵母系统中，可以获得足够量的这种中间体，从而可以进行使用传统方法无法进行的分析。然而，与预期相反，这里使用的中间体没有被γ-分泌酶切割。这些结果可以通过认为中间体不被γ-分泌酶识别为底物来解释，这表明底物本身的C末端侧的长度对于γ-分泌酶的底物识别很重要。未来，我们希望通过关注基底的长度来阐明基底识别机制。

项目成果

アルツハイマー病

阿尔茨海默氏病

• 发表时间: 2021
• 期刊: 今日の治療指針
• 作者: Sumazaki M;Shimada H;Ito M;Shiratori F;Iwadate Y;et al.;大八木保政
• 通讯作者: 大八木保政

Phosphoinositides suppress Y-secretase in both the detergent-soluble and insoluble states

磷酸肌醇在洗涤剂可溶和不可溶状态下均可抑制 Y 分泌酶

• 发表时间: 2008
• 期刊: Journal of Biological Chemistry 283
• 作者: 小川洋人;柴田剛志;川勝年洋;Minoru Nagano;長野稔;長野稔;長野稔;長野稔;長野稔;長野稔;Minoru Nagano;長野 稔;長野 稔;Minoru Nagano;Minoru Nagano;Hidekuni Yamakawa;Satoko Osawa
• 通讯作者: Satoko Osawa

Nicastrin is dispensable for Y-secretase protease activity in the presence of specific presenilin mutations

在存在特定早老素突变的情况下，尼卡斯特林对于 Y-分泌酶蛋白酶活性来说是可有可无的

• 期刊: Journal of Biological Chemistry (印刷中, 掲載確定)
• 作者: 小川洋人;柴田剛志;川勝年洋;Minoru Nagano;長野稔;長野稔;長野稔;長野稔;長野稔;長野稔;Minoru Nagano;長野 稔;長野 稔;Minoru Nagano;Minoru Nagano;Hidekuni Yamakawa;Satoko Osawa;Sosuke Yagishita;Sosuke Yagishita;Eugene Futai
• 通讯作者: Eugene Futai

酵母膜画分を用いたγセクレターゼの無細胞アッセイ系

使用酵母膜组分的 γ-分泌酶无细胞测定系统

• 发表时间: 2009
• 作者: 小川洋人;柴田剛志;川勝年洋;Minoru Nagano;長野稔;長野稔;長野稔;長野稔;長野稔;長野稔;Minoru Nagano;長野 稔;長野 稔;Minoru Nagano;Minoru Nagano;Hidekuni Yamakawa;Satoko Osawa;Sosuke Yagishita;Sosuke Yagishita;Eugene Futai;柳下聡介;柳下聡介
• 通讯作者: 柳下聡介

Beta-secretase inhibitor potency is decreased by aberrant beta-cleavage location of "Swedish mutant" amyloid precursor protein

“瑞典突变体”淀粉样前体蛋白的异常 β 切割位置会降低 β 分泌酶抑制剂的效力

• 发表时间: 2010
• 期刊: Journal of Biological Chemistry 285
• 作者: 小川洋人;柴田剛志;川勝年洋;Minoru Nagano;長野稔;長野稔;長野稔;長野稔;長野稔;長野稔;Minoru Nagano;長野 稔;長野 稔;Minoru Nagano;Minoru Nagano;Hidekuni Yamakawa
• 通讯作者: Hidekuni Yamakawa