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GM1結合型アミロイドβ蛋白の構造解析

GM1 结合淀粉样β蛋白的结构分析

基本信息

批准号：
17025022
负责人：
松崎勝巳
金额：
$ 3.01万
依托单位：
Kyoto University
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：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

アルツハイマー病(AD)発症の第一段階は可溶性アミロイドβ蛋白(Aβ)の毒性型(オリゴマーと推定される)への変換と神経細胞への沈着であり,この過程の分子機構の解明は,ADの予防・治療法の開発にとってきわめて重要である.申請者はリポソームおよび細胞を用いた研究から,膜の脂質ラフトにおいてコレステロール依存的に形成されるGM1ガングリオシドのクラスターを認識してAβが膜に結合し,凝集核となるGM1結合型Aβ(GM1-Aβ)が形成されるとの仮説を立てている.本研究では,1)GM1-Aβを核として形成されるアミロイド線維の構造解析および2)線維形成阻害剤の探索を行った.フーリエ変換赤外分光法によって,GM1によって形成された線維は、水中で形成された線維に比べβ-シートの水素結合が強いことが明らかとなった.また,重水素交換NMRの実験から,GM1によって形成された線維では,V18,F19,A21,G25-D27,V36-G38のアミドプロトンの交換が水中で形成された線維に比べ50倍以上遅くなっていることが分かった.次に水中での線維形成阻害が報告されている代表的な8種類の化合物について,Aβ(1-40)の水中およびGM1を含むラフトリポソーム中での線維形成阻害効果をチオフラビンT法で調べた.(NDGA),リファンピシン,ケルセチンに強い凝集抑制効果が見られた.これらのうち,NDGAとリファンピシンはラフトリポソームに結合することによって,Aβの膜結合を競合的に抑制することが線維形成阻害の一因であることが明らかとなった.事実,NDGAはNGF分化PC12細胞へのAβ(1-42)の蓄積と細胞毒性を阻害した.また,各化合物の凝集阻害効果の違いから,水中およびラフト中での線維形成は異なる過程であることが示唆され,上記の結果を支持した.

The first stage of the development of AD is the transformation of soluble beta protein (Aβ) and its toxic form, and the molecular mechanism of the process is also important for the development of AD prevention and treatment. The applicant has studied the use of complex molecules and cells to understand the formation of GM1 complex molecules dependent on lipid molecules in the membrane and the formation of GM1-Aβ complex molecules in the membrane. This study includes: 1) GM1-Aβ nucleus formation, 2) structure analysis of linear dimension, and 3) exploration of resistance to linear dimension formation. GM1 is formed in the form of a linear element, and the water is formed in the form of a linear element, which is stronger than the water element. In addition, heavy water element exchange NMR was carried out, GM1 was formed in the linear dimension,V18,F19,A21,G25-D27,V36-G38 was formed in the linear dimension more than 50 times. In addition, 8 kinds of compounds represented by Aβ(1-40) and GM1 in water were reported to inhibit the formation of linear dimension in water. (NDGA), a new type of aggregation inhibitor. Aβ membrane binding is a factor in the formation of a barrier. NDGA inhibited the accumulation and cytotoxicity of Aβ(1-42) in PC12 cells differentiated by NGF. In addition, the aggregation inhibition effect of each compound is different, and the linear dimension formation process in water is different. The above results support the above.