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The development of molecular design to inhibit the amyloid fibrillation by inhibiting the reversible oligomerization at high temperature with a single residue mutation

通过单残基突变抑制高温可逆寡聚化来抑制淀粉样蛋白纤维化的分子设计的发展

基本信息

批准号：
21K15049
负责人：
早乙女友規
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Nagaoka University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K15049/
关键词：
高温でのRO形成 DSC測定一残基置換アミロイド線維蛋白質工学

项目摘要

令和4年度は2種類の小型球状蛋白質（PSD95-PDZ3、Lysozyme）をモデル蛋白質とし、DSC装置を用いた熱測定を中心に行った。まずPDZ3では、結晶中のオリゴマー接触面に存在する親水性アミノ酸（Asn326）を疎水性アミノ酸（Leu）に一残基置換するだけで、DSCサーモグラムで観測される吸熱ピークが1本から2本に増えた。この結果から、PDZ3変異体では高温でのRO形成が人工的に促進されており、RO形成には分子表面の疎水性アミノ酸が重要な役割を果たしたと推測される。また上記の変異体では、高温条件下で生じるアミロイド線維の量が大幅に増えており、ROがアミロイド線維の前駆体である可能性も示唆された。さらにPDZ3野生型に対して、昇温速度を20-60℃/minの範囲で変えてDSC測定を行い、熱変性過程の速度論的な解析を行った。その結果、熱力学的パラメーターは昇温速度に依存していないことが判明しており、PDZ3野生型の熱変性は分オーダーでは平衡に達していると考えられる。上記のPDZ3に関する研究成果は、査読付き英語論文1報（Molecules）、国内学会3件（日本生物物理学会など）で発表済みである。またLysozymeをモデル蛋白質にしたROの物性測定は現在進行中であり、DSC装置を用いた熱測定だけでなく、蛍光装置を用いた高温での物性測定も行っている。様々な溶媒条件下でROの熱安定性やサイズに関する情報を得ることで、まずはLysozyme野生型がRO形成しうる要因を調べていく。またLysozymeは酸性pHで加熱するとアミロイド線維を形成しやすいことが判明しており、ROを生じやすい溶媒条件下ではアミロイド線維も優先的に形成されるのか、合わせて確認したい。

In 2004, two kinds of small globular proteins (PSD95-PDZ3, Lysozyme) were detected by DSC. PDZ3 is a crystalline substance with a hydrophilic acid (Asn326) and a hydrophilic acid (Leu). The results show that PDZ3 is different from RO formation at high temperature, which is artificially promoted, and RO formation is mainly due to water absorption on molecular surface. In addition, under high temperature conditions, the amount of wire dimension produced by the reactor increases significantly, and the possibility of the precursor of the wire dimension increases. For PDZ3 wild-type, temperature rise rate in the range of 20-60℃/min, DSC measurement, and rate-theoretic analysis of thermal processes As a result, the thermodynamics of PDZ3 is dependent on the temperature rise rate. The research results of PDZ3 mentioned above include 1 English paper (Molecules), 3 domestic societies (Japan Biophysical Society) and the development of research papers. Lysozyme is used to measure the physical properties of RO at high temperatures. DSC is used to measure the physical properties of RO at high temperatures. Information on the thermal stability of RO in different solvents was obtained and the factors affecting the formation of RO in the wild type of Lysozyme were adjusted. Lysozyme is heated at acidic pH to determine the formation of linear dimension, and RO is produced under solvent conditions to determine the formation of linear dimension.