Investigation of the folding mechanism of PrPC to PrPSc and assembly of prion agents, and interpretation of the of the beta helix scaffold model

点击翻译按钮获取中文摘要

異常型プリオン蛋白質（PrPSc）の未知の構造について、分子モデリングからβへリックスモデルが推定されている。このモデルを念頭に、PrPScの構造の理解へ繋げるウェット実験による研究を進めた。モデルでは、正常型プリオン蛋白質（PrPC）がPrPScへ変換すると、PrPCのアミノ酸残基およそ90番目から170番目（マウスのプリオン蛋白質のアミノ酸番号）がβへリックス構造へ転換すると考えられている。そこで、他の蛋白質に由来する既知のβへリックスのアミノ酸配列をこの領域に移植・置換した改変プリオン蛋白質（PrP改変体）を系統的に作製し、これらをプリオン持続感染細胞に発現させて、プロテアーゼK（PK）消化に対して抵抗性のPrPSc様の凝集体へ変換されるか否かを調べた。その結果、βへリックス配列の移植によってPK抵抗性を獲得するPrP改変体は昨年度までに見つからなかった。βへリックス配列の移植は期待した結果が得られなかった一方、マウスPrPのアミノ酸129-215番目をニワトリPrPのアミノ酸配列へ置換した改変体（計86アミノ酸中、66残基がマウスPrPと不一致）がPK抵抗性をもつことがわかった。本年度にさらに検討を進めたところ、PrPのC末端側の約35アミノ酸を欠失させたPrP改変体が、プリオン持続感染細胞に発現させるとPK抵抗性を顕著に示すことを新たに発見した。βへリックスモデルにおいてこの領域は元のPrPCの構造（αヘリックス）に保たれていると推測されているが、最近提唱された新規のモデルでは規則的に集積したβシート構造になると推測されている。興味深いことに、上記の領域にPrPとは無縁のアミノ酸配列を挿入しても、顕著なPK抵抗性が維持された。この中には、プリオン非感染細胞に発現させてもPK抵抗性を自発的に獲得するものがあることを見出した。