二井 勇人

RIP（膜内タンパク質限定分解）は、細胞膜あるいはオルガネラ膜を超えて、情報を伝達する分子機構として、きわめて重要であり、機能不全によりアルツハイマー病をはじめ様々な病態をもたらす。しかし、RIPを司る膜内切断プロテアーゼは膜貫通領域に活性中心を持つため、精製と活性の評価が難しい。酵素学的性質については未知なことが多く、疎水的な膜内での加水分解機構や活性調節機構についての基本的な疑問が未解決である。申請者は、アルツハイマー病の原因となるアミロイドβ（Aβ）生成に関与するγセクレターゼを酵母に導入して活性を評価する系を世界で初めて開発した（J. Biol. Chem. 2009, 2011）。この系を用いて、膜内切断プロテアーゼの詳細な酵素学的性状、さらに、基質導入・活性調節原理を明らかにする。本研究の目的は、酵母を生きた試験管として用いた再構成系により、種々の膜内切断プロテアーゼの活性調節機構を解明し、認知症等の治療に役立つ知見を得ることである。

RIP（膜内タンパク質限定分解）は、細胞膜あるいはオルガネラ膜を超えて、情報を伝達する分子機構として、きわめて重要であり、機能不全によりアルツハイマー病をはじめ様々な病態をもたらす。しかし、RIPを司る膜内切断プロテアーゼは膜貫通領域に活性中心を持つため、精製と活性の評価が難しい。酵素学的性質については未知なことが多く、疎水的な膜内での加水分解機構や活性調節機構についての基本的な疑問が未解決である。申請者は、アルツハイマー病の原因となるアミロイドβ（Aβ）生成に関与するγセクレターゼを酵母に導入して活性を評価する系を世界で初めて開発した（J. Biol. Chem. 2009, 2011）。この系を用いて、膜内切断プロテアーゼの詳細な酵素学的性状、さらに、基質導入・活性調節原理を明らかにする。本研究の目的は、酵母を生きた試験管として用いた再構成系により、種々の膜内切断プロテアーゼの活性調節機構を解明し、認知症等の治療に役立つ知見を得ることである。

本研究の目的は、アルツハイマー病の原因となるアミロイドβ蛋白質(Aβ)と呼ばれる42－43アミノ酸からなるペプチドの生成に関与するβ、γセクレターゼという酵素機能の解明で、私たちが明らかにした特徴から新規な治療法を提案するものである。Aβはアミロイド前駆体蛋白質(APP)のプロテオリシスによって作られるが、これに主に関係するのがβ、γセクレターゼで、これらの阻害がアルツハイマー病征服の一番の標的となっている。私たちは、精製が難しく、特に機能が依然として明らかになっていなかった複合体酵素γセクレターゼを酵母において再構成することに成功し、試験管内でγセクレターゼ活性を測定できる系を世界で初めて開発した。これによって、γセクレターゼの詳細な酵素学的検討やγセクレターゼ特異的な阻害剤を探索することが容易になる。同時に、γセクレターゼが標的のひとつと言われていた非ステロイド性抗炎症剤(NSAIDs)の効果を直接的に調べることが可能になる。 また私たちは、βセクレターゼについても、活性化機構の知見を積み重ね、阻害剤を開発してきた。これら2つの系を用いることによって、薬剤の標的分子・阻害機構を実験的に解明する。本研究では、特に、現在まで効果の標的が明らかになっていなかった抗炎症剤の作用機構や、産生Aβ分子種の違いと症状との関係を明らかにし、長期的な治療という視点からみたアルツハイマー病の効果的治療薬を発見することが目標である。