Clarification of the mechanism underlying y-secretase cleavage by presenilin complexes

阐明早老素复合物裂解 y-分泌酶的机制

基本信息

  • 批准号:
    13210067
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 31.68万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
  • 财政年份:
    2001
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2001 至 2004
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Presenilins, causative molecules for familial Alzheimer's disease (FAD), are required for y-secretase activity. y- Secretase mediates intramembrane cleavage of amyloid precursor protein (APP), resulting in generation of pathogenic peptides named amyloid β(Aβ). The clarification of this mechanism is a central issue in AD research, because the longer Aβ ending at residue 42 or 43 (Aβ_<42/3>) are thought to play a critical role in the pathogenesis of AD. We have revealed that presenilins mediate y-secretase cleavage of APP and Notch by forming macromolecular complexes together with nicastrin and other proteins (Nat Cell Biol, 2001), and that another component PEN-2 enhances the accessibility of the y-secretase substrates (J Neurochem, 2004). FAD- causing mutations in the presenilins increase production of longer Aβ_<42/43> by altering y-secretase activity, although the underlying mechanism remains unknown. Using a random mutagenesis screen of presenilin 1 (PS1), we identified five unique mutants including R278I-PS1 and L435H-PS1, which exclusively generated a high level of Aβ_<43> but that did not support physiological PS1 endoproteolysis or Aβ_<40> generation (J Biol Chem, 2005). Cell biological investigation and pharmacological study using the inhibitors suggest that the effects of PS1 mutations and y-secretase inhibitors on the specificity are commonly mediated through a conformational change in the complex. Our results suggest that small molecules could be designed to induce alternate PS complex conformations that are more favourable to the generation of Aβ_<40> rather than pathogenic Aβ_<42/43>. Additionally, we reported that presenilins exert a pro-apoptotic effect by binding to FKBP38 and reducing anti- apoptotic Bcl-2 in the mitochondria. Furthermore, FAD mutations of presenilins enhance this pro-apoptotic activity, sensitizing neurons to apoptotic stimuli in brains (Hum Mol Genet, in press).
早老素是家族性阿尔茨海默病(FAD)的致病分子,是γ-分泌酶活性所必需的。γ-分泌酶介导淀粉样前体蛋白(APP)的膜内切割,导致称为淀粉样β(Aβ)的致病肽的产生。由于Aβ_(42/3)在AD的发病机制中起着重要作用,因此阐明这一机制一直是AD研究的热点。我们已经揭示,早老素通过与nicastrin和其它蛋白质一起形成大分子复合物来介导APP和Notch的γ-分泌酶切割(Nat Cell Biol,2001),并且另一种组分PEN-2增强γ-分泌酶底物的可及性(J Neurochem,2004)。早老素中引起FAD的突变通过改变γ-分泌酶活性增加了较长Aβ_<42/43>的产生,但其潜在机制尚不清楚。利用早老素1(PS1)的随机突变筛选,我们鉴定了包括R278 I-PS1和L435 H-PS1在内的五种独特突变体,其仅产生高水平的Aβ_,<43>但不支持生理性PS1内蛋白水解或Aβ_<40>产生(J Biol Chem,2005)。细胞生物学研究和药理学研究表明,PS1突变和γ-分泌酶抑制剂对特异性的影响通常是通过复合物的构象变化介导的。我们的研究结果表明,小分子可以被设计成诱导交替的PS复合物构象,这更有利于Aβ_<40>而不是致病性Aβ_&lt;42/43&gt;的产生。此外,我们报道早老素通过结合FKBP 38并减少线粒体中的抗凋亡Bcl-2而发挥促凋亡作用。此外,早老素的FAD突变增强了这种促凋亡活性,使神经元对脑中的凋亡刺激物敏感(AgNOMol Genet,出版中)。

项目成果

期刊论文数量(70)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
β-and γ-secretases as therapeutic targets for Alzheimer's disease.
β-和γ-分泌酶作为阿尔茨海默病的治疗靶点。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2004
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Wang HQ;Nakaya Y;Du Z;Yamane T;Shirane M;Kudo T;Takeda M;Takebayashi K;Noda Y;Nakayama KI;Nishimura M.;西村正樹;西村正樹;Yoichi Araki;Hirohisa Shiraishi;西村正樹;Nishimura M.
  • 通讯作者:
    Nishimura M.
Alzheimer病:Aβの生成抑制による治療戦略
阿尔茨海默病:通过抑制 Aβ 产生的治疗策略
  • DOI:
  • 发表时间:
    2004
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Shiraishi H;et al.;西村正樹
  • 通讯作者:
    西村正樹
Therapeutric strategy for Alzheimer disease : Inhibition of Amyloid β generation.
阿尔茨海默病的治疗策略:抑制β淀粉样蛋白的生成。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2004
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Shiraishi H;Sai X;Wang HQ;Maeda Y;Kurono Y;Nishimura M;Yanagisawa K;Komano H.;Nishimura M.
  • 通讯作者:
    Nishimura M.
Follistatin-related gene (FLRG) expression in human endometrium : sex steroid hormones regulate the expression of FLRG in cultured human endometrial stromal cells.
人子宫内膜中卵泡抑素相关基因(FLRG)的表达:性类固醇激素调节培养的人子宫内膜基质细胞中 FLRG 的表达。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2003
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Shiraishi H;et al.;西村正樹;Hua-Qin Wang
  • 通讯作者:
    Hua-Qin Wang
Interaction of presenilins with FKBP38 promotes apoptosis by reducing mitochondrial Bcl-2
  • DOI:
    10.1093/hmg/ddi195
  • 发表时间:
    2005-07-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Wang, HQ;Nakaya, Y;Nishimura, M
  • 通讯作者:
    Nishimura, M
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