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

研究 PrPC 到 PrPSc 的折叠机制和朊病毒剂的组装，以及 β 螺旋支架模型的解释

• 批准号: 18K06621
• 负责人: 萩原 健一
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: National Institute of Infectious Diseases
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18K06621/
• 关键词: プリオン; アミロイド; βヘリックス; 蛋白質凝集; 光架橋反応; βへリックス; ベータへリックス; コンフォメーション; 神経変性疾患

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。

Exception type プ リ オ ン protein (PrPSc) の unknown の tectonic に つ い て, molecular モ デ リ ン グ か ら beta へ リ ッ ク ス モ デ ル が presumption さ れ て い る. <s:1> モデ モデ を thought に, PrPSc <s:1> structure <e:1> understanding へ繋げるウェット experimental による research を into めた. モ デ ル で は, normal プ リ オ ン protein (PrPC) が PrPSc へ variations in す る と, PrPC の ア ミ ノ acid residues お よ そ 90's mesh か ら 170's mesh (マ ウ ス の プ リ オ ン protein の ア ミ ノ sour mash) が beta へ リ ッ ク へ ス structure planning in す る と exam え ら れ て い る. そ こ で, he の protein に origin す る already know の beta へ リ ッ ク ス の ア ミ ノ acid with column を こ の field に transplantation, replacement し た change - プ リ オ ン protein (PrP) - body instead を し the に cropping, こ れ ら を プ リ オ ン hold 続 infected cells に 発 now さ せ て, プ ロ テ ア ー ゼ K (PK) digestion に し seaborne て resistance の PrPSc others の agglutination The volume へ changes される no を を べた. そ の results, beta へ リ ッ ク ス match column の transplantation に よ っ て PK resistance を get す は yesterday annual ま る PrP changes - body で に see つ か ら な か っ た. Beta へ リ ッ ク ス match column の transplantation は expect し た results ら が れ な か っ た side, マ ウ ス PrP の ア ミ ノ acid's 129-215 mesh を ニ ワ ト リ PrP の ア ミ ノ acid with column へ replacement し た change - body (86 ア ミ ノ acid, 66 residues が マ ウ ス PrP と inconsistent) が PK resistance を も つ こ と が わ か っ た. Beg を into this year's に さ ら に 検 め た と こ ろ, PrP の C terminal side の about 35 ア ミ ノ acid を owe lost さ せ た PrP changes - が, プ リ オ ン hold 続 infected cells に 発 now さ せ る と PK resistance を 顕 the に shown す こ と を new た に 発 see し た. Beta へ リ ッ ク ス モ デ ル に お い て こ の field は yuan の PrPC の structure (alpha ヘ リ ッ ク ス) に bartender た れ て い る と speculation さ れ て い る が, recently sing さ れ た new rules の モ デ ル で に は rules set product し た beta シ ー ト tectonic に な る と speculation さ れ て い る. Interest as deep い こ と に, written の field に PrP と は no try の ア ミ ノ acid with column を scions into し て も, 顕 な PK resistance が maintain さ れ た. In こ の に は, プ リ オ ン non infected cells に 発 now さ せ て も PK resistance を since 発 に get す る も の が あ る こ と を see out し た.

项目成果

A PRNP-disrupted human neuroblastoma cell line and its stable transformants expressing prion protein variants

PRNP 破坏的人神经母细胞瘤细胞系及其表达朊病毒蛋白变体的稳定转化子

• 发表时间: 2019
• 期刊: BPB Reports
• 作者: Okemoto-Nakamura Yuko;Tanida Isei;Yamaji Toshiyuki;Hanada Kentaro;Hagiwara Ken’ichi
• 通讯作者: Hagiwara Ken’ichi

Classical型と非定型L型ウシ海綿状脳症プリオンを牛からカニクイザルへ伝播させた後の解析

从牛传播给食蟹猴的经典和非典型 L 型牛海绵状脑病朊病毒的分析

Tracking and clarifying differential traits of classical- and atypical L-type bovine spongiform encephalopathy prions after transmission from cattle to cynomolgus monkeys

• DOI: 10.1371/journal.pone.0216807
• 发表时间: 2019-05-16
• 期刊: PLOS ONE
• 影响因子: 3.7
• 作者: Hagiwara, Ken'ichi;Sato, Yuko;Ono, Fumiko
• 通讯作者: Ono, Fumiko