課題番号 ：S-19-MS-1049
利用形態 ：施設利用
利用課題名（日本語） ：糖鎖脂質含有二重膜表面で誘起されるアミロイドβ会合状態の固体NMRを用いた
構造解析
Program Title (English) ：Structural characterization of amyloidβ oligomer induced on lipid bilayers
consisting of glycolipid by means of solid-state NMR
利用者名（日本語） ：西村　勝之 1), 矢木　真穂 1,2,3), 矢木　宏和 3), 加藤　晃一1,2,3)
Username (English) ：Katsuyuki Nishimura 1), Maho Yagi 1,2,3), Hirokazu Yagi 3), Koichi Kato 1,2,3)
所属名（日本語） ：1)　分子科学研究所, 2) 生命創成探求センター, 3) 名古屋市立大学
Affiliation (English) ：1) Institute for Molecular Science, 2),Exploratory Research Centre to on
Life and Living Systems, 3) Nagoya City University

１．概要（Summary ）
アミロイドβ(Aβ)ペプチドはアルツハイマー病の原因因子と考えられ、凝集して不溶性のアミロイド線維を形成する。近年、この線維化が神経細胞膜表面で促進されることが報告されている。申請者らは、これまで、一般的なモデル中性脂質、1,2 dimyristoryl-sn-glycero-3-phosphocholine (DMPC)上で誘起されたAβ40会合中間体の立体構造を多次元固体NMRによる解析から決定することに成功している。
本研究では、モデル細胞膜としてAβと特異的な結合能を有する糖鎖脂質GM1を含有した脂質二重膜上で誘起されるAβ会合中間体を捕捉し、その分子構造を決定することにより、脂質膜上で誘起されるAβ線維形成の分子機構を解明することを目的としている。
２．実験（Experimental）
GM1、およびDMPCからなるベシクルを調製し、13C、15N安定同位体全標識したAβ40に対して、適切な割合で安定同位体非標識Aβ40、またはC末端にMTSLスピンラベルを導入した安定同位体非標識Aβ40を混合した試料を調製したプロテオリポソームを超遠心により遠心沈降させ、直ちに凍結乾燥することにより、脂質膜表面に結合したAβ会合体を捕捉した。全ての固体NMR測定は、分子科学研究所　機器センター所有のBruker Avance600分光器、および2.5mm 1H-13C-15N 3重共鳴プローブを用いて行った。13C同種核磁気双極子相互作用に基づく2次元相関固体NMR、Dipolar assisted rotational resonance (DARR)法を調製した各試料に適用し、400 msを上限とする複数の混合時間で測定を行った。
３．結果と考察（Results and Discussion）
通常の安定同位体全標識Aβ40試料と、安定同位体非標識Aβ40を混合した試料の13C DARRスペクトルの比較から、分子間、分子内長距離相関信号の区別に成功した。さらにC末端にスピンラベルを導入した安定同位体非標識Aβ40を混合した試料と通常試料の13C DARRスペクトルの比較では、Ser26残基付近の信号が有意な減少を示し、隣接分子のC末端部位がSer26残基付近に存在することが判明した。
これまで行った二次構造解析の結果と合わせ、GM1含有脂質膜上で誘起されたAβ40会合体は、中央付近、およびC末端にβシート構造を持ち、逆平行βシート構造をとって分子間で会合していることが示された。現在、得られた原子間距離情報に基づき、分子構造、および分子間配座の構築を行なっている。

４．その他・特記事項（Others）
なし

５．論文・学会発表（Publication/Presentation）
(1)矢木真穂、西村勝之、加藤晃一、第58回NMR討論会、2019年11月9日

６．関連特許（Patent）
なし