アミロイド前駆体蛋白質細胞外ドメインとその機能修飾因子の複合体の構造解析

淀粉样前体蛋白胞外域复合物及其功能修饰物的结构分析

基本信息

批准号：
17053015
负责人：
高木淳一
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Osaka 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

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17053015/
关键词：
アミロイドアルツハイマー病神経変性受容体

项目摘要

アルツハイマー病の病因に深く関わるアミロイドβ蛋白質(Aβ)はアミロイド前駆体蛋白質(APP)という受容体様の蛋白質から切り出される。APPは受容体様のI型膜蛋白質なので、生理的にはその細胞外ドメインで何らかのリガンドと相互作用してニューロンの高次機能発現に寄与していると予想されているが、いまだにその生理的リガンドは同定されていない。本研究では、APPの細胞外ドメインを組み換え蛋白質としてつくり、まずその溶液中での物理化学的性質を調べた。組み換え蛋白質の作製には動物細胞発現系を用い、5つのドメインからなる細胞外領域をえた。この蛋白質をゲルろ過クロマトグラフィーによって分析したところ、モノマーの分子量(55kDa)より遙かに大きい分子量の位置に溶出ピークが現れ、しかもこの位置がpHによって大きく変化することを見いだした。さらに分析用超遠心分離法を用いて絶対分子量の決定をおこなったところ、pH5.5および8.0ともに約6〜7万となり、APP細胞外ドメインは溶液中でモノマーであること、そして極めて細長い分子形状を持ち、その形状がpHが中性から酸性側にシフトするに従って球状に近いものに遷移することが明らかとなった。次に、アミロイド産生に主要な役割を果たす膜結合型酵素、βセクレターゼ(BACE1)とAPP細胞外ドメインの相互作用について検討した。BACE1の細胞外ドメインも動物細胞発現系を用いて作製し、APP細胞外ドメインとの相互作用を調べたところ、pH6.0付近で特異的な結合が見られた。上の結果と合わせると、APPとBACEの特異的な相互作用にはAPPの大きな構造変化が必要であることを強く示唆している。しかもこの相互作用は細胞外スペースではなくエンドソーム内の環境に近いpH6.0で最大になることは、Aβ産生のメカニズムを考える上で興味深い。

淀粉样β蛋白（Aβ）深深涉及阿尔茨海默氏病的发病机理，是从称为淀粉样蛋白前体蛋白（APP）的受体样蛋白中切除的。因为APP是一种类似受体的I型膜蛋白，因此可以预期，生理上会与其细胞外域中的某些配体相互作用，从而有助于神经元的高级表达，但是尚未鉴定出生理配体。在这项研究中，APP的细胞外结构域是作为重组蛋白创建的，首先检查了溶液的物理化学特性。使用动物细胞表达系统产生重组蛋白，并形成由五个结构域组成的细胞外区域。当通过凝胶过滤色谱法分析该蛋白时，发现洗脱峰出现在比单体分子量大得多的位置（55 kDa）（55 kDa），并且该位置取决于pH值显着变化。 Furthermore, when the absolute molecular weight was determined using an analytical ultracentrifugation method, it was found that both pH 5.5 and 8.0 were approximately 60,000 to 70,000, and that the extracellular domain of APP is a monomer in solution, and that it has an extremely elongated molecular shape, and that its shape transitions from neutral to acidic side to nearer spherical shape.接下来，研究了在淀粉样蛋白产生中起主要作用的膜结合酶β-分泌酶（BACE1）与APP外细胞外结构域之间的相互作用。还使用动物细胞表达系统产生了BACE1的细胞外结构域，当检查了与APP的细胞外域的相互作用时，发现在pH 6.0附近发现特异性结合。结合上述结果，强烈表明，应用程序和BACE之间的特定相互作用需要应用程序的重大结构变化。此外，考虑到Aβ产生的机制是在pH 6.0处最大化的，它与内体内的环境接近而不是细胞外空间，这是很有趣的。

项目成果

期刊论文数量（4）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

電子顕微鏡を用いた蛋白質の高次構造解析が開く世界-インテグリンレセプターの構造解析を中心として-

使用电子显微镜进行蛋白质高阶结构分析开辟的世界 - 专注于整合素受体的结构分析 -

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
生化学 77
影响因子：
0
作者：
Luo;Bing-hao;高木淳一;岩崎憲治
通讯作者：
岩崎憲治

レセプター膜貫通ドメインの構造とそのシグナリングにおける動的制御

受体跨膜结构域的结构及其信号传导的动态调节

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
蛋白質核酸酵素 50(10)
影响因子：
0
作者：
Luo;Bing-hao;高木淳一
通讯作者：
高木淳一

Potentiation of the ligand-binding activity of integrin alpha3 betal via association with tetraspanin CD151

通过与四跨膜蛋白 CD151 结合增强整合素 α3 beta 的配体结合活性

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Proc Natl Acad Sci USA 102
影响因子：
0
作者：
Nishiuchi;Ryoko
通讯作者：
Ryoko

Disrupting integrin transmembrane domain heterodimerization increases ligand binding affinity, not valency or clustering

DOI：
10.1073/pnas.0409440102
发表时间：
2005-03-08
期刊：
PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA
影响因子：
11.1
作者：
Luo, BH;Carman, CV;Springer, TA
通讯作者：
Springer, TA