ジスルフィド消失TPO変異による先天性甲状腺機能低下とERストレス発生機序の究明

先天性甲状腺功能减退症及二硫键缺失TPO突变引起的内质网应激产生机制研究

• 批准号: 22K15930
• 负责人: 谷古宇 史芳
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Tokyo Medical University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K15930/
• 关键词: ジスルフィド結合; in silico立体構造解析; プロテアソーム; 先天性甲状腺機能低下症; TPO変異; 小胞体ストレス; 分子シャペロン

先天性甲状腺機能低下症(CH)は頻度の高い先天性内分泌機能障害として知られているが、 適切な治療介入がなければ精神遅滞を合併し得る。甲状腺ペルオキシダーゼ(TPO)変異はCH をきたす代表的な遺伝型だが、そのメカニズムや脳の発達への影響は明らかにされていない。我々が報告したTPO変異(以下Cys655Phe)症例においても精神遅滞を認めた。TPO変異による機能低下の要因として、仮説ではジスルフィド結合の消失によるタンパクの不安定化、ユビキチン化の障害、分子シャペロンを含むERストレスを介する機序等が推測された。TPOのタンパク構造においてシステイン間で成り立つジスルフィド結合がTPOの機能と構造の維持に重要であると考えられるため、ジスルフィド結合消失によるERストレスや分子シャペロンがどの様に生じ、甲状腺機能低下の病態に関与するかが本研究課題の問いである。令和4年度はin silico立体構造解析によりTPOにおける12か所のジスルフィド結合を同定し、ジスルフィド結合を構成するシステインをセリンに置換したプラスミドをヒト胎児腎細胞株にトランスフェクションし機能解析と、タンパク質の立体構造の変化を確認した。TPO内の12か所のジスルフィド結合を構成する24か所のシステインをセリンに変換したTPO変異を作成し、各々のペルオキシダーゼ活性を測定し、野生型と比較しすべての変異型は活性低下を認めた。また既知のTPO変異であるCys655PheとCys825Argにおいて、プロテアソーム阻害薬付加後のタンパク発現量とペルオキシダーゼ活性を確認したところ、タンパク発現量は改善したが、ペルオキシダーゼ活性は十分に改善しなかった。上記結果より、TPOのジスルフィド結合消失による立体構造変化自体の変化と同時に、プロテアソームの分解がペルオキシダーゼ活性の低下関与する可能性が示された。

Congenital thyroid function lowly disease (CH) は congenital endocrine function handicap of high frequency の い と し て know ら れ て い る が, appropriate が な treatment な け れ ば spirit 遅 hysteresis を merger し る. Thyroid ペ ル オ キ シ ダ ー ゼ (TPO) - different は CH を き た す な of representative type 伝 だ が, そ の メ カ ニ ズ ム や 脳 の 発 da へ の influence は Ming ら か に さ れ て い な い. I 々が report a case of た たTPO variation (hereinafter referred to as Cys655Phe), にお て て <s:1> mental 遅 stagnation を confusion めた. Low function of TPO - different に よ る の by と し て, said 仮 で は ジ ス ル フ ィ ド combining の disappear に よ る タ ン パ ク の unrest, ユ ビ キ チ ン の handicap and molecular シ ャ ペ ロ ン を containing む ER ス ト レ ス を interface す る machine sequence が speculation さ れ た. TPO の タ ン パ ク tectonic に お い て シ ス テ イ ン で into り made between つ ジ ス ル フ ィ ド combining が TPO の function と tectonic の maintain に important で あ る と exam え ら れ る た め, ジ ス ル フ ィ ド combining disappear に よ る ER ス ト レ ス や molecular シ ャ ペ ロ ン が ど の others に じ, thyroid function is low の pathological に masato and す る か が の asked this research subject Youdaoplaceholder0 である. Reiwa 4 youdaoplaceholder4 in Silico three-dimensional structure parsing に よ り TPO に お け る の by 12 か ジ ス ル フ ィ ド combined with を し, ジ ス ル フ ィ ド combining を constitute す る シ ス テ イ ン を セ リ ン に replacement し た プ ラ ス ミ ド を ヒ ト fetal kidney cell line where に ト ラ ン ス フ ェ ク シ ョ ン し functional analytic と, タ ン パ ク qualitative の three-dimensional structure の variations change を confirm し た. TPO inside の 12 か の ジ ス ル フ ィ ド combining を constitute す る の by 24 か シ ス テ イ ン を セ リ ン に variations in し た TPO - different を し, consummate the 々 の ペ ル オ キ シ ダ ー ゼ active を determination し, wild type と compare し す べ て の - alien は active low を recognize め た. ま た already know の TPO - different で あ る Cys655Phe と Cys825Arg に お い て, プ ロ テ ア ソ ー ム resistance against 薬 pay plus の タ ン パ ク 発 now quantity と ペ ル オ キ シ ダ ー ゼ active を confirm し た と こ ろ, タ ン パ ク は 発 now content し た が, ペ ル オ キ シ ダ ー ゼ は very active に improve し な か っ た. Written results よ り, TPO の ジ ス ル フ ィ ド combining disappear に よ る three-dimensional structure - the autologous の variations change と に, プ ロ テ ア ソ ー ム の decomposition が ペ ル オ キ シ ダ ー ゼ active low の masato and す が る possibility in さ れ た.

项目成果

ジスルフィド結合の消失を伴う甲状腺ペルオキシダーゼ変異の機能と構造解析

甲状腺过氧化物酶二硫键缺失突变的功能和结构分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 玉浦 萌、古川 年宏;大野 綾香;湊崎 和範;檜垣 雅裕;渡邉 千種;河原 信彦;石川 暢恒;岩崎 源
• 通讯作者: 岩崎 源

Functional and structural analysis of thyroid peroxidase mutations with loss of disulfide bonds.

具有二硫键缺失的甲状腺过氧化物酶突变的功能和结构分析。

• 发表时间: 2022
• 作者: Keisuke Kakisaka;Takuro Sato;Yosunori Wada;Ai Ito;Hisashi Eto;Hiroaki Abe;Jo Kanazawa;Kenji Yusa;Yohei Kooka;Yuichi Yoshida;Takayoshi Oikawa;Hidekatsu Kuroda;Akio Miyasaka;Manami Akasaka;Takayuki Matsumoto;岩崎 源
• 通讯作者: 岩崎 源