βアミロイドの凝集機構に関する有機化学的研究

β-淀粉样蛋白聚集机制的有机化学研究

• 批准号: 04J01215
• 负责人: 村上 一馬
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04J01215/
• 关键词: アルツハイマー病; アミロイドβ; 凝集; 神経細胞毒性; ラジカル; 異性化; ラセミ化; オリゴマー; βアミロイド; ターン; ESR; 過酸化水素; アルツハイマー; Aβ42; β-シート; プロリン

アルツハイマー病(AD)の原因物質であるアミロイドβ(Aβ42)ペプチドは、凝集することで神経細胞毒性を示す。本研究者らは最近、Glu-22およびAsp-23におけるターン構造を特徴とするAβ42の新しい凝集体モデルを提唱した。本ターン構造は、Aβ42の凝集能、細胞毒性およびラジカル産生能と密接に関連していると同時に、この部位は家族性ADに見られる変異(E22Q、E22K、E22G、D23N)が集中している箇所でもある。特に、Asp-23は異性化およびラセミ化しやすいことが孤発性AD患者の脳組織解析より知られている。本研究では、凝集および毒性発現機構における23位の役割を調べる目的で、Asp-23の潜在的なAβ42変異体のうち、ターン形成しやすいと考えられる3種(D23G-Aβ42、D23Y-Aβ42、D23H-Aβ42)ならびに孤発性ADに認められるAβ42異性体3種(23isoAsp-Aβ42、23D-Asp-Aβ42、23D-isoAsp-Aβ42)を化学合成し、凝集能、神経細胞毒性およびラジカル産生能をそれぞれ調べた。各種変異体の凝集能は遠沈法で、細胞毒性はPC12細胞を用いたMTT法で、ラジカル産生能は電子スピン共鳴法によって評価した。その結果、潜在的変異体3種のうち、D23Y-Aβ42およびD23H-Aβ42は野生型に比べて著しく高い凝集能を示し、E22Q-Aβ42およびE22K-Aβ42と同等であった。また典型的なフィブリル形成を電顕撮影でそれぞれ確認した。しかしながら、これらの変異体の細胞毒性とラジカル産生能はいずれも野生型と同等あるいはそれ以下であった。この理由として、毒性本体であるオリゴマー凝集中間体の産生量が少ない可能性が考えられる。また孤発性ADに見られる3種のAβ42異性体の各種活性はいずれも野生型を上回るものではなかった。以上より、Asp-23における異性化およびラセミ化は本疾患の主な原因である可能性は低く、発症の結果としての化学修飾であることが示唆された。

淀粉样蛋白β（Aβ42）肽是阿尔茨海默氏病（AD）的病因（AD），通过聚集表现出神经细胞毒性。研究人员最近提出了一种新的Aβ42骨料模型，其特征是GLU-22和ASP-23中的转弯结构。这种转弯结构与Aβ42聚集，细胞毒性和根本生产潜力密切相关，同时还提供了在家族性AD中发现的突变浓度（E22Q，E22K，E22G，D23N）。特别是，从偶发AD患者的脑组织分析中知道，ASP-23很容易异构化和种族化。 In this study, we investigated the role of position 23 in the mechanism of aggregation and toxicity expression, among the potential Aβ42 mutants of Asp-23, three species thought to be prone to turn-forming (D23G-Aβ42, D23Y-Aβ42, D23H-Aβ42) and three Aβ42 isomers observed in sporadic AD (23isoAsp-Aβ42,分别检查了23d-App-Aβ42和23d-ISOASP-Aβ42）化学合成，分别检查了聚集能力，神经细胞毒性和自由基生产能力。通过离心方法评估了各种突变体的聚集电位，使用PC12细胞通过MTT方法评估了细胞毒性，并通过电子自旋共振方法评估了自由基生产能力。结果，在三个潜在突变体中，D23Y-Aβ42和D23H-Aβ42的聚集电位明显高于野生型，与E22Q-Aβ42和E22K-Aβ42相当。电子显微照片也证实了典型的原纤维形成。然而，这些突变体的细胞毒性和根本生产潜力都比野生型相当或小。这被认为是毒性体的低聚物间列体的产生很小的可能性。此外，在零星AD中发现的三种Aβ42异构体的各种活性都不优于野生型。从上面的角度来看，ASP-23的异构化和种族化不可能是该疾病的主要原因，并且建议它是一种化学修饰，是由于发作而引起的。

项目成果

Peptide Science 2004 (Title : New aggregation model of amyloid β by the systematic proline replacement) Y.Shimohigashi(Ed.)

肽科学 2004（标题：通过系统脯氨酸替代的淀粉样蛋白 β 的新聚集模型）Y. Shimohigashi（编）

• 发表时间: 2005
• 作者: Yamazaki;D.;Nishinaga;T.;Komatsu;K.;Yasuhiro Morisaki;Yasuhiro Morisaki;Yasuhiro Morisaki;Yuko Ouchi;Yasuhiro Morisaki;Satoshi Ueda;Hirokazu Tamamura;Hirokazu Tamamura;Satoshi Ueda;Akira Otaka;Kazuhiro Irie;Kazuma Murakami;Kazuma Murakami;Kazuhiro Irie;Kazuhiro Irie;Morimoto Akira;Kazuma Murakami;Kazuma Murakami
• 通讯作者: Kazuma Murakami

Malignant' conformation of Alzheimer's β peptides (Aβ42) through radical formation

通过自由基形成导致阿尔茨海默病 β 肽 (Aβ42) 的恶性构象

• 发表时间: 2006
• 期刊: Peptide Science 2006 (H.Ishida and H.Mihara Eds.)
• 作者: Yamazaki;D.;Nishinaga;T.;Komatsu;K.;Yasuhiro Morisaki;Yasuhiro Morisaki;Yasuhiro Morisaki;Yuko Ouchi;Yasuhiro Morisaki;Satoshi Ueda;Hirokazu Tamamura;Hirokazu Tamamura;Satoshi Ueda;Akira Otaka;Kazuhiro Irie;Kazuma Murakami
• 通讯作者: Kazuma Murakami

The toxic conformation of the 42-residue amyloid β peptide and its relevance to oxidative stress in Alzheimer's disease

• DOI: 10.2174/138955707782110187
• 发表时间: 2007-10-01
• 期刊: MINI-REVIEWS IN MEDICINAL CHEMISTRY
• 影响因子: 3.8
• 作者: Irie, K.;Murakami, K.;Shirasawa, T.
• 通讯作者: Shirasawa, T.

Analysis of the secondary structure of β-amyloid (Aβ42) fibrils by systematic proline replacement

• DOI: 10.1074/jbc.m406262200
• 发表时间: 2004-12-10
• 期刊: JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY
• 影响因子: 4.8
• 作者: Morimoto, A;Irie, K;Shirasawa, T
• 通讯作者: Shirasawa, T

βアミロイドペプチド、及びそれを用いたアルツハイマー病治療薬又は予防薬のスクリーニング方法

β-淀粉样肽以及使用其的阿尔茨海默病治疗或预防药物的筛选方法

• 发表时间: 2005