毒性配座理論に基づいたアミロイドβの毒性オリゴマーモデルの設計と合成

アミロイドβタンパク質 (Aβ) のオリゴマーは、アルツハイマー病の発症において重要な役割を果たしている。本研究代表者の所属研究グループにおけるこれまでの研究から、毒性配座を形成しやすい22位でのプロリン置換体・E22P-Aβ40の平行型3量体モデルでは、38位を架橋長3炭素原子のリンカーで架橋したモデルが、架橋長5炭素原子のモデルよりも高い細胞毒性を有することが示されている。そこで今年度は、Aβ40の平行型3量体モデルの構造最適化を目的として、さらに架橋長の短い2炭素原子のリンカーで38位を架橋したAβ40の3量体モデルを合成した。3価性Fmoc保護アミノ酸リンカーは、総工程数10工程、総収率9.2%で合成した。次に、このリンカーにより38位を架橋したE22P-Aβ40の3量体モデルを、マイクロウェーブ型ペプチド合成機で固相合成した。さらに対照として、対応する野生型Aβ40の3量体モデルも合成した。合成した3量体モデル2種について、凝集試験ならびに2次構造解析を実施した結果、いずれのモデルもアミロイド線維や特徴的な2次構造をほとんど形成しないことが明らかになった。また、イオンモビリティ質量分析法により、E22P変異体では3～18量体、野生型では3～9量体の形成が確認された。一方Native PAGEでは、30量体を超える高分子量オリゴマーの形成も示唆された。さらにMTT試験により、いずれのモデルもE22P-Aβ40単量体と同程度の細胞毒性を示した。野生型の3量体モデルがE22P変異体と同程度の高い毒性を維持していたことは、単量体や対応する2量体モデルにはない3量体モデル特有の特徴であった。今回合成した野生型の3量体モデルは、毒性配座を適切に反映したモデルとして、毒性オリゴマー特異抗体の開発に有用と考えられる。

アミロイドβタンパク質 (Aβ) のオリゴマーは、アルツハイマー病の発症において重要な役割を果たしている。本研究代表者の所属研究グループにおけるこれまでの研究から、毒性配座を形成しやすい22位でのプロリン置換体・E22P-Aβ40の平行型3量体モデルでは、38位を架橋長3炭素原子のリンカーで架橋したモデルが、架橋長5炭素原子のモデルよりも高い細胞毒性を有することが示されている。そこで今年度は、Aβ40の平行型3量体モデルの構造最適化を目的として、さらに架橋長の短い2炭素原子のリンカーで38位を架橋したAβ40の3量体モデルを合成した。3価性Fmoc保護アミノ酸リンカーは、総工程数10工程、総収率9.2%で合成した。次に、このリンカーにより38位を架橋したE22P-Aβ40の3量体モデルを、マイクロウェーブ型ペプチド合成機で固相合成した。さらに対照として、対応する野生型Aβ40の3量体モデルも合成した。合成した3量体モデル2種について、凝集試験ならびに2次構造解析を実施した結果、いずれのモデルもアミロイド線維や特徴的な2次構造をほとんど形成しないことが明らかになった。また、イオンモビリティ質量分析法により、E22P変異体では3～18量体、野生型では3～9量体の形成が確認された。一方Native PAGEでは、30量体を超える高分子量オリゴマーの形成も示唆された。さらにMTT試験により、いずれのモデルもE22P-Aβ40単量体と同程度の細胞毒性を示した。野生型の3量体モデルがE22P変異体と同程度の高い毒性を維持していたことは、単量体や対応する2量体モデルにはない3量体モデル特有の特徴であった。今回合成した野生型の3量体モデルは、毒性配座を適切に反映したモデルとして、毒性オリゴマー特異抗体の開発に有用と考えられる。