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Dynamics in polypeptides and its regulation: Cell transport and amyloid formation

多肽动力学及其调节：细胞运输和淀粉样蛋白形成

基本信息

批准号：
19K05394
负责人：
岡村恵美子
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Himeji Dokkyo University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K05394/
关键词：
超精密計測生物物理リアルタイム解析 NMR アミロイド形成細胞輸送

项目摘要

1. アミロイド形成初期過程のNMR計測前年度までの研究で、アミロイドβ (Aβ)フラグメントにフッ素化アミノ酸を導入してペプチドの特定部位を選択的にラベルすることで、ペプチド・タンパク質の部位による会合・凝集挙動の相違をリアルタイムで解析可能であることが、19F NMRを用いて明らかとなった。この成果を活用して、令和４年度は、前年度に引き続き、Aβと同様に線維化を引き起こし、パーキンソン病の発症に関係すると言われるタンパク質・αシヌクレイン71-82フラグメントを用いて、19F NMRで繊維化の引き金となる初期凝集過程の計測および部位による凝集挙動の相違を解析した。その結果、αシヌクレイン71-82フラグメント中に4箇所存在するバリン残基のうち、線維化に関係すると予想されるバリン77残基をフッ素化アミノ酸で置換すると、初期凝集が著しく抑えられること、C末端のバリン82残基においても、置換により凝集がやや抑えられること、一方で、N末端のバリン71残基では、置換による凝集の抑制が少ないことが明らかとなった。これらの知見は、今後、創薬への手掛かりになると期待される。2. In-cell NMRによる膜透過前年度にペプチドの細胞内輸送のリアルタイム計測を行い、アルギニン、リジンを含む塩基性ペプチドに疎水性のアミノ酸残基を導入すると、19F NMRシグナル強度の減少が観測され、細胞への取り込みが促進されることを見出した。しかしながら、疎水性アミノ酸の導入により細胞毒性が増大することも明らかとなった。このため、本年度は、良好な細胞膜透過性を有し、かつ、毒性の低いペプチド配列の設計をめざして検討を開始した。その結果、細胞毒性を小さくするためのアミノ酸配列を見出した。今後、さらに膜透過性の向上を目指した配列の設計を行う予定である。

1. A study of the initial process of the formation of the complex before NMR measurement was carried out. The results showed that the introduction of the complex acid into the specific site of the complex could be analyzed by 19F NMR and the selection of the specific site could be analyzed by 19F NMR. The results were applied to the measurement and analysis of the aggregation phase of the initial aggregation process in the 4th and 4th years of the current year. The results showed that there were four residues in the α-terminal fragment 71-82, and the linear relationship between them was predicted. The residue 77 was replaced by an acid. The initial aggregation was suppressed. The residue 82 in the C-terminal fragment was replaced by an acid. The aggregation was suppressed. The residue 71 in the N-terminal fragment was replaced by an acid. The replacement of the aggregation of small and medium-sized particles This is the first time that we have seen each other, and the next time we have seen each other, we have created each other's hands. 2. In-cell NMR measurement of intracellular transport in membrane permeation prior years, detection of 19F NMR spectra, introduction of 19F NMR spectra containing basic amino acid residues, detection of 19F NMR spectra intensity reduction, and enhancement of cellular transport were also observed. In addition, the introduction of water and acid into the body increases cytotoxicity. This year, we have begun to discuss the design of good cell membrane permeability, low toxicity and low toxicity. The results, cytotoxicity, and acid composition were shown. In the future, the design of membrane permeability will be determined.