課題番号 ：S-17-MS-1095
利用形態　　　　　　　　：機器利用
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ドイドβ会合状態の固体NMRを用いた構造解析
Program Title (English) ：Structural characterization of amyloid β 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), 八木　真穂1,2,3), 八木 宏和
3)加藤　晃一1,2,3)
Username (English) ：Katsuyuki. Nishimura 1), Maho. Yagi2), Hirokazu. Yagi3), Koichi. Kato2),
所属名（日本語） ：1)分子科学研究所, 2) 岡崎統合バイオサイエンス, 3)名古屋市立大学
Affiliation (English) ：1) Institute for molecular science, 2) Okazaki institute for integrative bioscience, 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線維化の分子機構を解明することを目的としている。 今回、GM1、及び、DMPCから成るベシクル上で誘起されたAβ会合体の分子構造を、多次元固体NMRによる解析から決定することを試みた。
２．実験（Experimental）
　GM1、および、DMPCから成るベシクルを調製し、13C,15N安定同位体全標識したAβ40を添加して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、直ぐ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。すべての固体NMR測定は、分子科学研究所 機器センター所有のBruker社製Avance 600分光器、および2.5 mm　1H-13C-15N３重共鳴プローブを用いて行った。J結合に基づく13C同種核相関固体NMR universal cross peak (UC)-COSY及び、Double cross polarization(DCP)に基づくNCO、NCA 13C-15N異種核相関固体NMRの測定を行った。さらに、13C同種核間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)の測定を400 msを上限に複数の混合時間で行った。　
３．結果と考察（Results and Discussion）
　一連の13C同種核、13C-15N異種核相関固体NMRスペクトルの解析から、観測されたほぼ全ての13C、および15N信号の帰属に成功した。観測された信号は、中央のLys16残基からC末端側のVal39残基に由来し、N末端からペプチド中央までは、特定構造を取らないことが判明した。さらに、観測された13C、 15N化学シフト値は、DMPC上で誘起された同会合体とは異なる値を示し、これら化学シフト値に基づくδ2Dを用いた二次構造解析から、これらの部位は、2つのβシート構造がランダムコイルによって繋がれた二次構造を取ることが判明した。さらに、混合時間400msでのDARRの13C二次元相関スペクトルでは、アミノ酸シーケンス上離れた部位間で長距離相関信号が観測された。同相関信号は、二次構造を考慮すると分子間相関信号であることが同定できた。また、このことから、Aβ会合体は、C 末端で逆平行βシート構造の分子間配座を取っていることが示唆された。
４．その他・特記事項（Others）
なし。
５．論文・学会発表（Publication/Presentation）
なし
６．関連特許（Patent）
なし