ある医学系の論文で出てきたのですが、ある種の蛋白の特定のアミノ酸配列に対して反応するmonoclonal抗体についての内容で、抗体作製時の抗原がウシ由来の蛋白で、それを用いてヒトの組織を免疫組織染色すると、その蛋白が正常のものではほとんど染色されることはなく、リン酸化等の修飾により変性が進み、構造が変化したものが陽性に染色されるとのことです。
その原因として、ある特定の位置のアミノ酸がウシではserineであるのに対し、ヒトではprolineであるため、正常の蛋白はいまいち反応しないものの、その変性した蛋白で陽性反応を示すのは、prolineが "serine conformation"を起こしているためと結論づけています。
このserine conformationとは、一体どのような状態なのでしょうか?

A 回答 (41件中1~10件)

rei00 です。



 大変ご無沙汰しております。最近本業の雑用に追われて,考える必要のない質問ばかり相手にしています(そのため,じっくり考える必要のあるこのサ-クルにはご無沙汰です)。

ryumu さん
> 最近研究をサボリ気味のryumuです(汗)

 いやそれを言われると,私も・・・・つらい。最近,口ばっかりになって,本業では図書館ともご無沙汰です(ここの質問絡みでは時々行っておりますが)。

> リファイメントをするたびに、構造が変わっていく・・・
> ってのもありますから^^;

 と言うと,リファインメントされたかどうかはどうやって判断するのでしょうか。計算結果が正しいとして,どちらが安定かだけでしょうか。

 たしか,タンパク質の NMR による構造決定は NOE の強度と距離との関係に基づいたと思います。そして,NOE の強度も,それと距離との相関も,かなり曖昧な所がある様に思うのですが。これが元で,実際の構造と得られた構造が異なるという事はないのでしょうか。

MiJun さん
> そのあたりも今後は注意していかなければならないのでしょうね?

ryumu さん
> そうですね。でもやはり構造を見ちゃうと、「ああ~・・
> こうなってるんだ・・」などと納得してしまいますね^^;

 あ,ryumu さんでもですか。私(素人と専門家の中間ぐらいのつもりです)も時々見る論文で納得していました。これからは気を付けないと・・・。


 ところで,最近,うちで単離した天然物のアッセイをラボのボスが医学部の先生にお願いしたところ,抗アルツハイマ-病関係のアッセイだった様です(脳の専門家なんで当然ではありますが)。
 そこで皆様に一つ質問があります。PHF の様な変性蛋白を低分子有機化合物を使って可溶化させる事は可能だと思われますか。また,それによって,アルツハイマ-病などが良くなる事は考えられますでしょうか。ここだけの話ですが,私自身は治療は無理だと思っています。もちろん,早期に使用しての進行停止は可能だと思いますが。

 

 

この回答への補足

rei00さんより、サークルの皆様へご質問がありました。一度覗いてみてください。

>私自身、こういった方面はさっぱりですので何とも回答できませんが。
 異常リン酸化tauは、脱リン酸化処理によって微小管結合能は復活しますが、アルツハイマー等のtau蛋白異常を伴うような変性疾患では、おびただしいほどのリン酸化が起こっており、部位によっては簡単に脱リン酸化されるものとそうでないものがあります。そして、glycation等の変化や色々な物質と結合することにより、その線維化はかなり不可逆的な方向に進んでいたりします。
 昨年のNatureにおけるβ-amyloidによる免疫を施したマウスでは、アミロイド沈着、老人斑形成が抑制されたという報告をはじめ、抗アミロイドに重点を置いた治療の研究は非常に活発になされていますが、こういったtauの異常を抑止する方向では研究されていません(難しいと思いますが)。β-amyloidの沈着は加齢変化でも見られますが、アルツハイマーではおびただしく、これによる神経毒性説が有力であるためですが、私個人の考えとしては、単に β-amyloidの毒性だけでtau異常が起こるわけではないと思いますし(実際に老人斑はアルツハイマー並に出ていても神経の変性はほとんど見られないようなsenile plaque predominant typeの変化を有する(しかし痴呆等は認めない)症例も何例か経験しています)、抗アミロイドだけでは無理だと思いますが。

tauの方面からの治療研究が進めば、非常に有効だと思うのですけれど。

補足日時:2001/07/25 09:01
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この回答へのお礼

急に締め切ることになってしまい、申し訳ありません。(T_T)

教えて!gooのサポートの方から、当初の質問から内容が逸れてきているようなので、締め切ってくださいとの連絡をいただきました。
この質問では非常に活発に皆様に検討いただき、非常に奥深いことまで勉強させていただくいい機会になりました。
当初の質問は完全とまではいかないものの、非常に納得のいく結論がでたと思います。この質問のために色々文献等を読んでいただいて一緒になって解決に向かっていただいたこと、心より感謝いたします!
このサークル?の皆様には、私としては何千ポイントも差し上げたいのですが、このような低いポイントしか差し上げられなくて申し訳ないです!!

この回答群で新たに提議された事柄については、また皆様に改めてご質問お願いします。それでは、長い間本当にありがとうございました。

お礼日時:2001/07/25 13:49

ryumuです。


記念すべき、回答40番!?

>そのあたりも今後は注意していかなければならないのでしょうね?
そうですね。でもやはり構造を見ちゃうと、「ああ~・・こうなってるんだ・・」などと納得してしまいますね^^;
ただ、構造情報は重要な残基の位置関係が分かるので、やはり必須ではあります。

>これに関しては、失礼な言い方かもしれませんが「構造生物屋」さんとしてのジレンマもあるのでしょうか?

ありますね。構造屋でも、構造-機能相関を知りたい人達には、まだかゆいところに手が届かない、という感があるのではないでしょうか。
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この回答へのお礼

構造生物学の世界は非常に奥が深いですね。本当に頑張って勉強しないと、中途半端な知識では難しい!!

お礼日時:2001/07/23 09:20

MiJunです。


ryumuさん、こちらより掲示板でのお礼が先になってしまい失礼しました。

>しかも構造解析の時はエネルギー最小化を行っているので、実際には構造のずれがあるかもしれないのに、計算結果はノーマルな構造・・・ってこともありえるでしょう。
リファイメントをするたびに、構造が変わっていく・・・ってのもありますから^^;

あるタンパク質の構造が解析されて論文等に掲載されているのを見ると、素人にはある程度の「揺らぎ」はあってもほぼ構造は決定されたものを思ってしまいます・・・。
そのあたりも今後は注意していかなければならないのでしょうね?

>まるで運動量(経時変化)と位置(構造)を同時確定出来ないという、不確定性原理のように(?)

これに関しては、失礼な言い方かもしれませんが「構造生物屋」さんとしてのジレンマもあるのでしょうか?

>sonorinさん、今「プリオン」関連の文献も読みはじめたのですが、「τ」ではメチオニン含量が少なく、ジスルフィド結合する可能性はないでしょうか(プリオンでジスルフィド結合を問題にしている論文はあります)?
あるいはそのような文献をご存知でしょうか?

ご教示下さい。
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この回答へのお礼

長いですね。このテーマも…。
tau蛋白のMet含量は最長tauで6個、Cysに至っては2個だけですね(いずれも2番目、3番目のtubulin binding domain)。
tauの三次構造の詳細についてはあまり文献を調べたことはなかったので、気付きませんでした。確かに疎水性アミノ酸が多いものの、大半はAla、Val、Pro、Ileですね。Cysが2番目、3番目のbinding domainに存在するということは、3リピート型のtauと4リピート型(2番目のbinding domainが挿入)のtauでは立体構造に大きな差がこれによって生じるでしょうね。これがtauのPHF、twisted ribbon、straight fibril等の形態変化に影響を及ぼすのでしょうか?(ああ、知識の乏しさに虚しくなります)

プリオンについては日本語のレビュー程度の知識しかありません。ですが、その存在、増殖、発症すべてにおいて非常に興味深いものですよね。理解するにはもっともっと勉強が必要なようです。

お礼日時:2001/07/23 09:18

ご無沙汰してます。


最近研究をサボリ気味のryumuです(汗)

>ryumuさん、この手の本で最近の研究成果も含んでいる洋書はないでしょうか?

ん~・・・最近のは・・・わかりませんねー。
そもそも、教科書に載っているのは理想的な構造で、実際の蛋白質中ではそれよりも多少ずれるのが普通という感がありますので、どんな成書を読んでも結局概略しか載せてないような気がします。

しかも構造解析の時はエネルギー最小化を行っているので、実際には構造のずれがあるかもしれないのに、計算結果はノーマルな構造・・・ってこともありえるでしょう。
リファイメントをするたびに、構造が変わっていく・・・ってのもありますから^^;

・・・私は実際の蛋白の存在状態はエネルギー的に最小だとは思っていないのですが・・・

>「τタンパク」もリン酸化される前の状態では「アンフォールディング」と「フォールディング」状態を繰り返しているのでしょうかね・・・?

そういう構造の揺らぎはあり得ると思いますし、そのような揺らぎがあるが故に、活性を持つことも、また不安定になって凝集することも起こりうるのでしょう。

しかし、それをどうやって調べるのかが問題です。
経時変化を観測出来る方法は、構造情報に関しては不十分ですし、構造情報を得る方法は、時間分解に適してません。
まるで運動量(経時変化)と位置(構造)を同時確定出来ないという、不確定性原理のように(?)
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皆さん、MiJunです。


大変失礼しております。
実はPCが今年二度目の修理で7/2から今日まで使用不可でした(泣き!)。
でも、その間いつもよりも成書を読むことが出来ました。

さて、ryumuさんにご紹介頂いた本は「バイブル」的なものと思いました。初版が出版されて10年程経過しているので改定版があれば良いのですが、無さそうですね?
>ryumuさん、この手の本で最近の研究成果も含んでいる洋書はないでしょうか?
あればご紹介下さい。
⇒それとも論文でReview探した方が良いのでしょうかね?

とても、概略しか分かりませんでしたが、大変勉強になりました。

分からないついでに、「タンパク質のフォールディングのキネティクス」(シュプリンガー・フェアラーク東京)も斜め読みしてみましたが・・・・?

またまたそれに関連して素人質問ですが、
「τタンパク」もリン酸化される前の状態では「アンフォールディング」と「フォールディング」状態を繰り返しているのでしょうかね・・・?

sonorinさんの質問からどんどん離れていきますね・・・?

ryumuさんにご紹介頂いた「Biochmesitry」は手に入ったら読んでみます(最近は論文入手に不自由してます)。

「プリオン」に関する質問はプリミティブなものをしますのでお手柔らかにお願いします。

では。

この回答への補足

お久し振りです。

MiJunさんからryumuさんにご質問があるようなので、ryumuさん、一度サークルを覗いていただけますか?

私は最近、研究からすっかり遠のいてしまっています(~_~;)。

補足日時:2001/07/13 09:11
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rei00 です。



MiJun さん
> ご了承が得られれば、別に質問を起こしたいのですが・・・?

 これは MiJun さんのご自由にして下さい。できる限り,私もついていきますので。

> 異常リン酸化によってProが「シス⇒トランス」変換して
> 「伸ばされた状態?」になったと考えて良いのでしょうか?

 ryumu さんがおっしゃっている「これはまだ分からない」が実際の所だとは思いますが,私は「異常リン酸化によって」「伸ばされた状態?」になったため,「Proが「シス⇒トランス」変換し」たと考えます。鶏と卵の様な話で結論は困難でしょうが。

MiJun さん
> タウ⇒可溶性リン酸化タウ⇒不溶性リン酸化タウ⇒
> 神経原繊維変化形成⇒神経細胞脱落

ryumu さん
> これに似た仮説は、免疫グロブリン軽鎖の繊維化機構に
> ついても立てられています。

 そうですか。この種の機構は皆似たようなものなのでしょうか。あるいは,どれかの機構を元に,他のものについても推測しているのでしょうかね。私が興味を持っていたアミロイドβ蛋白の場合も類似の機構「アミロイドβ蛋白(可溶性)⇒不溶性アミロイドβ蛋白(凝集塊)⇒アミロイド繊維構造(β-シ-ト構造)形成⇒神経毒性発現」が提案されています。

 確かその他の神経変性疾患(プリオン,トリプレットリピ-ト病,などなど)でも類似の機構が推定されていた様な気がしますが・・・・(これはチョット自信なしです)。

 

この回答への補足

皆様、お久し振りです。体調を崩し、しばらくサークルに参加できませんでした。(ですが、回答の方向性がいつの間にかかなり多岐に及んでいますね)

やはりhuman tauのProのシス⇒トランス変換が最有力説なのでしょうか。
tauの二次構造については、私も詳しく知りません。アミロイド蛋白に比し、tauについてはあまり二次構造に触れるものが少ないですね。

あと、アミロイド蛋白についてですが、アミロイドβはその前駆蛋白であるamyloid precursor protein (APP)(膜貫通性蛋白)からC末端側(膜貫通領域)でγ-セクレターゼ、またN末端側(extracellular matrix)でβ-セクレターゼにより、切り出され、分泌されるとされています。また、アミロイドβの中間部分でα-セクレターゼにより切り出されるp3という蛋白も存在し、脳内におけるアミロイドβ蓄積はこのp3から始まると考えられています。アミロイドβについては、主にそのN末端側が色々な修飾を受けやすく、それにより繊維凝集が促進されると考えられ、p3のみではこの主要なN末端側が掛けているために、繊維凝集が起こらないのでは?と現在のところはそう考えられています。この各セクレターゼについては幾つか候補が挙げられておりますが、すべての特定はまだです。(特にγ-セクレターゼは、膜貫通領域を切断するという特殊性を持ち、また同様に膜貫通領域で切断される珍しい蛋白としてNotchがあるため、この相関性についても多々論じられています)

アミロイドβの神経毒性については、確かにin vitroで証明されていますが、in vivoではまだ詳細な解明は難しいようです。(アミロイドβを主成分とする老人斑が脳内に多数出現していても、神経原線維変化を起こしていない症例もありますし)しかし、神経原線維変化→神経細胞脱落とある過程については、これも議論の分かれるところで、原線維変化はapoptosisとは性質的に異なるとされ、一部はnecrosisでは?と主張する研究者もいます。原線維変化が起こり、異常リン酸化tauが充満することによって、細胞構造が崩壊し、その後細胞内の物質は様々なグリアの作用によって消失しますが、その骨組みはghost化して、結構しつこく残っています。(こういったことを考えていると、結構頭が痛くなってきます)

プリオンについては詳細をあまり勉強しておらず、CAGリピート病についてもほんの触り程度で、知識的には私も頼りないです。ですが、やっぱり関連性から避けては通れないのでしょうね。

このサークルでは、蛋白構造の基礎や解析について、私は最も素人ですので、皆様の活発な意見交換についていくのにかなり焦っています。

補足日時:2001/07/04 08:55
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ryumuです。



MiJunさん、
>これは、異常リン酸化によってProが「シス⇒トランス」変換して「伸ばされた状態?」になったと考えて良いのでしょうか?

いや、これはまだ分からない、というのが現在の答ではないでしょうか。
MiJunさんの引用されてるBiochemistry 2000 Aug 1;39(30):9039-46では、Proのシス-トランスについて述べられていますが、まだτペプチドフラグメントでの結論であることも考慮すると、Ser conformationでも同様である、ということは言えないと思います。

>τは正常状態(MAPとしての本来の機能発現には)では、C末側に3-4のリピート構造(βーシート構造)を含む(もちろんターン構造も)も のでしょうか? α構造はあるのでしょうか・・?

詳しいことは分かりませんが、二次構造情報も明確には分かっていないような気がします。分かっていたら、どこかの論文には必ず書かれると思うので・・・

>タウ⇒可溶性リン酸化タウ⇒不溶性リン酸化タウ⇒神経原繊維変化形成⇒神経細胞脱落

これに似た仮説は、免疫グロブリン軽鎖の繊維化機構についても立てられています。それを支持している論文が最近でています(Biochemistry(2001), 40, 3525-3535)。X線小角散乱による散乱が、pH4以上では(明確な)繊維形成の前に大きくなり、pH3以下では散乱上昇と繊維形成が同時に起こる、ということが報告されております。興味深かったのですが、明確な構造の言及はされていません。

おそらく繊維化状態の明確な構造はまだでているもの自体が無かったと思います。これはおそらく、構造の不均一性によるものではないかと思ってるのですが・・・そうなると正確な解析は今のところ不可能でしょうね。
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MiJunです。


ryumuさん、rei00さん、sonorinさん、
「プリオン」の話がすすんでしまいそうで付いて行けなくなりそうです(^O^)。
それで、ご了承が得られれば、別に質問を起こしたいのですが・・・?
(内容は固まってませんが、問題提起?として・・・)
⇒7/2にでも質問を起こします!
--------------------------------------
sonorinさん、お礼が遅くなりましたが、実験方法の操作方法と解釈が良く理解出来ました。

>tauの異常リン酸化に伴い、構造が劇的に変化し、これによってProの部分で曲がっていた構造がSer peptideに近い状態まで押し伸ばされ、よりtau-2に親和性を示すようになったと著者は言いたかったのではないでしょうか?

ryumuさん、rei00さん、
これは、異常リン酸化によってProが「シス⇒トランス」変換して「伸ばされた状態?」になったと考えて良いのでしょうか?

>胎児性のtau は成人に比してリン酸化されており、成人ではリン酸化が無いかあるいは多くて3箇所ある程度ですが、胎児では約8箇所の生理的リン酸化部位が存在します。

素人発想では、adultの方がfetalよりもリン酸化個所が多いのではと考えがちですが・・・?
と言うより、「リン酸化のサイト数」は痴呆の進行と正の相関しているのではと考えたいのですが・・・?
もちろん、リン酸化のサイト(どこの残基がリン酸化されるかが問題でしょうが・・)の問題でしょうが・・・?

これに関する論文も1報見つけましたが・・・?

皆さん、
τは正常状態(MAPとしての本来の機能発現には)では、C末側に3-4のリピート構造(βーシート構造)を含む(もちろんターン構造も)ものでしょうか?
α構造はあるのでしょうか・・?

それと、あるサイトで以下のようなスペキュレーションを見つけたのですが・・・?
タウ⇒可溶性リン酸化タウ⇒不溶性リン酸化タウ⇒神経原繊維変化形成⇒神経細胞脱落

いままで問題にしてきたのは
不溶性リン酸化タウ⇒神経原繊維変化形成
の過程でしょうか?

では。
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ryuumuです。



実は私もプリオンには興味があります。
知ってる方が研究をしているのですが、なかなか解釈も試料の扱いも難しいみたいです。
もし実験してる最中に、誤って試料の粉末なんかを吸入してしまったら・・・・怖いですね~~~・・・
いずれのアミロイドーシスにも、βシート形成が見いだされてますので、なにがβシート形成を起こす原因になるのか・・・その分子機構がわかると、臨床的にも純粋な自然現象としても、おもしろと思いますね。

rei00さん、
>常に,試験管内での,あるいは in vivo の場合でも,得られたデ-タが実際に意味のあるデ-タかどうか,それによって未
>知の生命現象の何が明らかになったのか,を気にする必要があるように思います。

おっしゃる通りだと思います。
我々の観測は、常に何らかの制限を強いられていることを忘れてはいけないと思います。


>そういえば,確かノ-ベル賞化学者の R. R. エルンストだったか,その弟子の K. Wuthrich だったかが,NMR を用いてプリ
>オンの研究をしていた様な・・・・。ryumu さん,違いましたっけ。

Wuthrich先生はプリオンの研究をしていますね。たしか、βシートリッチであることを最初に示したのではなかったですかね?
エルンスト先生は・・・今どんな研究してるんでしょうね。あまり知らないですね。

余談ですが、私は数年前に幸運にも、エルンスト先生にも、Wuthrich先生にもお会いする機会がありました。
エルンスト先生はとても温厚な方で、私は記念にサインをしてもらいました^^・・ミーハー・・ただ、まだ英語がよくわからなかった時期(今も苦手なんですが・・)だったので何を話されたのかわからなかったです・・・
Wuthrich先生にはめちゃくちゃな英語で研究説明をしてご迷惑をかけたような・・・緊張して、「amino acid」というべきところを思いっきり「amino”酸”」といってしまいました・・・今思い出しても恥ずかしい・・・


しかし、サークルの会長(?)のsonorinさんはなかなかここを見れないようですね。
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rei00 です。


フト気付けば,これが ANo.#32 ですね。皆さんサ-クル活動に御熱心で。私も頑張ります。

sonorin さん
> 今後、normal tauとPHF-tauをはじめとするtau-2反応性の
> 異常tauの構造を解析し、このtau-2部位の両者の差異を
> 視覚的に(模式的になるでしょうけど)決定できるよう
> であれば、非常に面白いのでしょうけれど。

 そうですね。私に研究テ-マの決定権があれば,今すぐにでもプランニングしたいくらいです。

MiJun さん
> さらに「プリオン」等についても興味があります。

 「プリオン」ですか。以前少し興味を持っていました。リン酸化タウ,アミロイドβ蛋白,プリオン,いづれも高次構造変化が活性に関わっているように思え,化学者の出る幕があるかと考えていたのですが,出る前にドンドン新展開が起こって天然物化学屋の出る幕がなさそうです。

 そういえば,確かノ-ベル賞化学者の R. R. エルンストだったか,その弟子の K. W殳hrich だったかが,NMR を用いてプリオンの研究をしていた様な・・・・。ryumu さん,違いましたっけ。

ryumu さん
> つまり、試料調製、観測方法のいずれにも試料の構造・揺らぎ
> の状態を天然状態から変化させる因子が存在するのです。

 我々の天然物化学の場合も,得られた化合物が実際にその形で植物内に存在するのかどうかは,よく問題になります。ま,天然物の場合は,抽出中に加水分解されていないかとか,酸化されていないかと言ったレベルですが。

 ただ,何をするにしても,生物を相手にする場合は,常に,試験管内での,あるいは in vivo の場合でも,得られたデ-タが実際に意味のあるデ-タかどうか,それによって未知の生命現象の何が明らかになったのか,を気にする必要があるように思います。

 
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