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Dynamic properties of human $$alpha$$-synuclein related to propensity to amyloid fibril formation

アミロイド線維形成傾向に関連したヒト$$alpha$$-シヌクレインの動的性質

藤原 悟*; 河野 史明*; 松尾 龍人*; 杉本 泰伸*; 松本 友治*; 成田 哲博*; 柴田 薫

Fujiwara, Satoru*; Kono, Fumiaki*; Matsuo, Tatsuhito*; Sugimoto, Yasunobu*; Matsumoto, Tomoharu*; Narita, Tetsuhiro*; Shibata, Kaoru

パーキンソン病発症には、脳細胞中の「$$alpha$$-シヌクレイン」というタンパク質が線維状に集合した状態(「アミロイド線維」と呼ばれる)となることが関係すると考えられており、どのようなメカニズムでこのアミロイド線維が形成されるのかに強い関心が寄せられています。そこで研究チームは、タンパク質分子の「動き」に着目し、アミロイド線維のできやすさが様々に異なった条件でのタンパク質の動きを、J-PARCの中性子準弾性散乱装置を用いて調べました。その結果、タンパク質分子の動きの違いによりアミロイド線維のできやすさが変わること、特にアミロイド線維ができるためには、タンパク質同士が集合しやすくなるような特定の動きが必要なことを明らかにしました。

$$alpha$$-synuclein ($$alpha$$Syn) is an intrinsically disordered protein (IDP) with unknown function. $$alpha$$Syn is known to form amyloid fibrils, which are implicated with the pathogenesis of Parkinson's disease and other synucleinopathies. Elucidating the mechanism of fibril formation of $$alpha$$Syn is therefore important for understanding the mechanism of the pathogenesis of these diseases. Here, using the quasielastic neutron scattering (QENS) and small-angle X-ray scattering (SAXS) techniques, we investigated the dynamic and structural properties of $$alpha$$Syn. These results imply that fibril formation of $$alpha$$Syn requires not only the enhanced local motions but also the segmental motions such that the proper inter-molecular interactions are possible.

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