過飽和の視点から見たアミロイド線維分子機構とそれに関わる脂質膜の役割の解明

从过饱和角度阐明淀粉样原纤维的分子机制以及参与其中的脂膜的作用

• 批准号: 13J03790
• 负责人: 寺川(鈴木) まゆ (2014-2015)
• 金额: $ 1.73万
• 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: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J03790/
• 关键词: アミロイド; 脂質膜; 線維形成; アミロイド線維; アミロイドβ; 曲率; アモルファス凝集

本年度はアミロイド線維を形成する蛋白質の中でも、αシヌクレインに着目した研究を進めた。αシヌクレインが膜と相互作用した際αヘリックス構造をとることが知られているが、この構造はαシヌクレインが線維形成に至るまでの中間体なのか、線維形成機構とは関係のないものなのかが分かっていない。それは、膜と相互作用したときのαヘリックス構造が、非常に安定なものなため、線維形成まで反応を見ることができないという理由がある。そこで、本研究では、超音波を用いて線維形成を促進させるということを試みた。そうすることにより、線維形成機構にαヘリックス構造が中間体として含まれているのかどうかが明らかになると考えたからである。すると、脂質種と脂質濃度依存的に、脂質が線維形成に及ぼす影響が変化することが分かった。シナプス小胞を模倣した脂質膜（αシヌクレインと相互作用することが知られている）を用いた実験では、低濃度の脂質存在下においては線維形成が促進したのに対し、高濃度の脂質存在下では線維形成が阻害された。また、シナプス小胞を模倣していない脂質を用いた実験からは、脂質がどの濃度においても線維形成に大きな影響を与えないことが明らかとなった。この結果より、αシヌクレインが相互作用し、αヘリックス構造を脂質濃度依存的にもつようになる脂質膜存在下では、線維形成にαヘリックス量が非常に重要なキーになっていることが考えられた。膜との相互作用により、蛋白質の局所濃度が高まり、線維形成を促進させている可能性が見えてきた。また、もう一つの解釈として、一つの蛋白質内部でのαヘリックス量に、線維形成を促進する適量が存在する可能性もあると考えている。

今年，我们在形成淀粉样蛋白纤维的蛋白中进行了针对α-核蛋白的研究。众所周知，α-突触核蛋白与膜相互作用，尚不清楚该结构是导致纤维形成还是与原纤维形成机理无关的中间体。这是因为与膜相互作用时的α-螺旋结构非常稳定，并且在形成纤维化之前，无法看到反应。因此，在这项研究中，我们尝试使用超声来促进原纤维形成。这是因为我们认为这样做，可以清楚地清楚纤维化机理是否包含α-螺旋结构作为中间体。这表明脂质对纤维化的影响取决于脂质物种和脂质浓度。在使用脂质膜的实验中，模仿突触囊泡（已知与α-突触核蛋白相互作用），在存在低脂质的情况下促进了原纤维形成，而在高脂质的情况下则抑制了原纤维形成。此外，使用不模仿突触囊泡的脂质的实验表明，在任何浓度下，脂质对原纤维形成均无显着影响。该结果表明，在存在α-突触核蛋白相互作用的脂质膜的情况下，α-螺旋结构成为纤维形成的非常重要的关键。显然，与膜的相互作用会增加蛋白质的局部浓度，从而促进形成纤维化。另一个解释是，在单个蛋白质中可能有适当量的α-螺旋，从而促进纤维化。

项目成果

脂質存在下におけるアミロイドβの線維形成反応

脂质存在下β淀粉样蛋白的原纤维形成反应

• 发表时间: 2013
• 作者: 鈴木まゆ

Study on the mechanism of amyloidogenesis of α-synuclein on presynaptic membrane mimetics

突触前膜模拟物α-突触核蛋白淀粉样蛋白形成机制的研究

• 发表时间: 2015
• 作者: 寺川(鈴木) まゆ;林 雨曦;池ノ上 達哉;福井 直也;河田 康志;李 映昊;後藤 祐児
• 通讯作者: 後藤 祐児

Small Liposomes Accelerate the Fibrillation of Amyloid β (1-40)

• DOI: 10.1074/jbc.m114.592527
• 发表时间: 2015-01-09
• 期刊: JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY
• 影响因子: 4.8
• 作者: Terakawa, Mayu S.;Yagi, Hisashi;Goto, Yuji
• 通讯作者: Goto, Yuji

Membrane Curvature Affects the Fibrillation of Amyloid β (1-40)

膜曲率影响 β 淀粉样蛋白的纤维化 (1-40)

• 发表时间: 2014
• 作者: Mayu S. Terakawa;Hisashi Yagi;Yuji Goto
• 通讯作者: Yuji Goto

脂質ベシクルの疎水領城が与えるアミロイドβ線維形成への影響について

脂质囊泡疏水区域对淀粉样β原纤维形成的影响

• 发表时间: 2013
• 作者: Kenji Takada;Takahiro Ito; Kodai Kitano;Shinji Tsuchida; Yu Takagi;Chen Yougen; Toshifumi Satoh;Toyoji Kakuchi;鈴木まゆ
• 通讯作者: 鈴木まゆ