蛋白質のフオールディング異常と神経細胞変性の解析

蛋白质折叠异常和神经元变性分析

基本信息

批准号：
12210033
负责人：
伊藤英晃
金额：
--
依托单位：
Akita University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (C)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

脊髄小脳運動失調症(SCA1)はataxin-1の変異で発症する脳疾患である。トリプレットリピート配列を有するSCA1のQ(Gln)の複成過程で生じるエラーが、poly Q repeatを含んだ異常なataxin-1蛋白質の合成を誘導し、プルキンエ細胞核内に凝集体を形成し、最終的にはその細胞を死に至らしめ、SCA1の発症となる。さらに、正常プリオン蛋白質から異常プリオンへの変換は、プリオン蛋白質の高次構造変化(αへリックスからβシート構造の増大)と考えれれており、脳神経細胞内蛋白質のフォールディング異常が各種脳神経疾患と密接な関連があることが示唆されている。分子シャペロン(以下HSP)は、新規合成蛋白質、モルテングロビュール構造、及び凝集蛋白質の正しいフォールディングに必須の機能を有する蛋白質であり、原核生物においては、GroEL/GroES(HSP60/HSP10)による蛋白質の折りたたみ機構がほぼ解明され、真核生物においても同様の蛋白質フォールディング機構が存在するものと考えられている。この様な各種脳疾患において、HSPが如何なる生理機能を発揮するのかに関して以下の研究を行った。家族性ALSのモデルとして、変異SODのレコンビナントを作製した。A4T変異SODはin vitroで凝集塊を形成したが、HSP90やHSP70存在下では凝集塊形成は阻止された。同様に、DRPLA proteinのレコンビナントを作製した。Q19DRPLA proteinは凝集塊を形成しなかったものの、Q57DRPLA proteinは凝集塊を形成した。HSP90やHSP70存在下では凝集塊形成は阻止された。この様に、分子シャペロンはin vitroで蛋白質変性を抑制することが判明した。現在、エレクトロポレーション法によりラット脳内にHSPを高発現させ、各種脳疾患モデルにおけるHSPの効果をin vivoで直接確認することを試みている。

Sponocerbellar共济失调（SCA1）是一种脑部疾病，由于ataxin-1突变而发展。 SCA1与三联重序列的Q（GLN）在Q（GLN）络合过程中发生的误差会导致含有Poly Q重复序列的异常双生蛋白-1蛋白的合成，从而在Purkinje细胞核内形成聚集体，最终导致细胞死亡，导致SCA1的发作。此外，将正常的prion蛋白转化为异常prions被认为是pr蛋白的构象变化（α螺旋中的β片结构增加），这表明脑神经元中蛋白质异常折叠与各种颅神经系统疾病密切相关。分子伴侣（以下称HSP）是蛋白质，具有正确折叠新合成蛋白，Mortengroubulebule结构和聚集蛋白质必不可少的功能。在原核生物中，几乎已经阐明了通过凹槽/凹槽（Hsp60/hsp10）折叠蛋白质的机制，并且相信真核生物中存在类似的蛋白质折叠机制。已经对HSP在这些各种脑部疾病中发挥的生理功能进行了以下研究。创建了突变SOD的重组，作为家族性ALS的模型。 A4T突变SOD在体外形成聚集，但是在HSP90和HSP70的存在下，聚集的形成被阻断。同样，制备了Drpla蛋白的重组。尽管Q19DRPLA蛋白没有形成团聚，但Q57DRPLA蛋白会形成团聚。在存在HSP90和HSP70的情况下，可以防止聚集形成。因此，发现分子伴侣在体外抑制蛋白质变性。目前，我们正在尝试通过电穿孔表达大鼠大脑中的HSP，并直接确认HSP在体内各种脑部疾病模型中的影响。