膜内配列切断酵素ＳＰＰの基質認識メカニズム解明に向けた構造機能解析

结构和功能分析阐明膜内序列切割酶 SPP 的底物识别机制

• 批准号: 12J00097
• 负责人: 新留 穏香
• 金额: $ 3.45万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012 至 2014
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J00097/
• 关键词: 膜内配列切断酵素; 膜蛋白質; アルツハイマー病; 膜内配列切断プロテアーゼ

膜内配列切断プロテアーゼ(Intramembrane cleaving proteases ; I-CLiPs)ファミリー分子は、発生分化や脂質代謝調節など幅広い生命現象において重要な機能を担うとともに、その切断活性の異常は様々な病気の発症メカニズムと関連することが知られている。I-CLiPsは、その活性中心部位が脂質二重膜内に存在する親水性ポア構造に面することで、一見起こり得ない「疎水性環境における加水分解」を行っていることが明らかとなっている。しかし、もともと疎水性環境に存在する基質がどのようにI-CLiPsに認識され、どのように親水性環境へとリクルートされるのか、どのように切断されるか等、具体的な基質認識機構には迫れていない。本研究は、I-CLiPsファミリー分子の1つであるSPP(Signal Peptide Peptidase)をターゲットとし、その詳細な基質認識機構を明らかにすることを目的とする。本年度は昨年度に引き続き、SPPの構造解析および生化学的解析に向けた準備を行った。さらに申請者は、アルツハイマー病の発症に寄与すると報告されているⅠ型一回膜貫通蛋白質SorLAを第二のターゲットとした。申請者はこれまでに、野生型SorLAのVpslOpドメインはアルツハイマー病発症の原因分子と考えられているアミロイドβ(Aβ)と結合する一方、Vps10pドメイン内に家族性アルツハイマー病連鎖変異の1つG511Rを導入すると、Aβと結合できなくなることを見出した。この結果は、G511R変異はSorLAのAβ結合能を失わせ、Aβを分解系へと輸送できなくさせることでアルツハイマー病発症につながる変異である可能性を示すものである。本研究の成果は昨年度、Science Translational Medicineに受理されるに至った。本年度は、I-CLiPsファミリー分子の1つであるγ-secretaseを構成する蛋白質の1つとして知られるnicastrin(Nct)を第三のターゲットとした。Nctはこれまでに、γ-secretase基質の「受容体」であることが知られており、Nctを解析することでI-CLiPsの基質認識機構解明に大きく近づくことができると考えた。本年度はNctのX線構造解析に向けて精製条件の検討を進め、条件を確立させることに成功した。

Intramembrane cleaving proteinases (I-CLIPs) are molecules responsible for important functions in the regulation of lipid metabolism, differentiation, and amplitude. I-CLIPs have hydrophilic structures in the lipid double membrane at the active center. I-CLIPs recognize the presence of substrates in aqueous environments, and recognize specific substrate recognition mechanisms in hydrophilic environments. The purpose of this study is to clarify the molecular structure of I-CLIPs and SPP(Signal Peptide Peptidase). This year, we are preparing for the introduction of new technologies, structural analysis and biochemical analysis of SPP. The applicant has a report on the development of type I membrane penetrating protein Sorla. The applicant has identified the molecular cause of the disease in wild type SorLA and the familial disease linkage gene G511R in Vps10p. The results show that G511R has different binding energy for SorLA Aβ, Aβ decomposition system and transport. The results of this research have been accepted by Science Translational Medicine since last year. This year, I-CLIPs are the first to form a protein called nicotin (Nct), the third to form a protein called γ-secretase. Nct, γ-secretase matrix "receptor", Nct, Nct, This year, the X-ray structural analysis of Nct has been successfully carried out to improve the conditions and establish the conditions.

项目成果

Allosteric regulation of γ-secretase activity by a phenylimidazole-type γ-secretase modulator

• DOI: 10.1073/pnas.1402171111
• 发表时间: 2014-07-22
• 期刊: PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA
• 影响因子: 11.1
• 作者: Takeo, Koji;Tanimura, Shun;Iwatsubo, Takeshi
• 通讯作者: Iwatsubo, Takeshi

Inhibition of g-secretase activity by a monoclonal antibody against the extracellular hydrophilic loop of presenilin 1

针对早老素 1 细胞外亲水环的单克隆抗体抑制 g 分泌酶活性

• DOI: 10.1021/bi301252r
• 发表时间: 2013
• 期刊: Biochemistry
• 影响因子: 2.9
• 作者: Helmy;M.; Sugiyama;N.; Tomita;M.; Ishihama;Y.;Y. Ogra and Y. Anan;Shizuka Takagi-Niidome
• 通讯作者: Shizuka Takagi-Niidome

The alpha-helical structure of the hydrophilic loop 1 of presenilin 1 contributes to the formation of the substrate binding site

早老素 1 亲水环 1 的 α 螺旋结构有助于底物结合位点的形成

• 发表时间: 2011
• 作者: 平田祐介;田中陸人;平田祐介;田中陸人;田中陸人;Yusuke Hirata;Rikuto Tanaka;平田祐介;Shizuka Takagi;Naoto Watanabe;高木穏香;Shizuka Takagi;Taisuke Tomita
• 通讯作者: Taisuke Tomita

Possible role of Vps10p domain of SorLA in AD pathogenesis

SorLA 的 Vps10p 结构域在 AD 发病机制中的可能作用

• 发表时间: 2013
• 作者: 児玉紘幸;廣垣俊樹;青山栄一;小川圭二;Shizuka Takagi-Niidome
• 通讯作者: Shizuka Takagi-Niidome