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触媒反応でアルツハイマー病治疗法に新たな道 アミロイド构造のみを区别して酸素化する光触媒を开発

掲载日:2016年7月27日

© 2016 金井 求光触媒に可视光を当てるとエネルギーの高い状态となり、元の状态に戻る际に、凝集础&产别迟补;のアミロイド构造(緑)に结合し、光触媒の青と赤で示した面の角度が0度付近に固定されたときのみ、结合する酸素を発生し、凝集础&产别迟补;を酸素化する。他の生体分子にはアミロイド构造がないため酸素化は起こらない。

今回开発した光触媒が凝集础&产别迟补;を区别して酸素化する仕组み
光触媒に可视光を当てるとエネルギーの高い状态となり、元の状态に戻る际に、凝集础&产别迟补;のアミロイド构造(緑)に结合し、光触媒の青と赤で示した面の角度が0度付近に固定されたときのみ、结合する酸素を発生し、凝集础&产别迟补;を酸素化する。他の生体分子にはアミロイド构造がないため酸素化は起こらない。
© 2016 金井 求

東京大学大学院薬学系研究科の金井 求教授らの研究グループは、アルツハイマー病の発症に関与するとされるアミロイドβペプチド(Aβ)の凝集体が持つアミロイド構造のみを区別して酸素化し、その凝集を抑えられる光触媒を開発しました。本光触媒によって、Aβの凝集と細胞毒性を抑えることに成功しました。

アルツハイマー病の発症には、凝集した础&产别迟补;(础&产别迟补;凝集体)が神経细胞を伤つけることが関与していると考えられています。そのため、础&产别迟补;の凝集を抑える治疗法の开発が盛んに进められてきました。研究グループは、触媒反応を用いる新しいアルツハイマー病治疗法の确立を目指しており、これまでにも光を照射することによって础&产别迟补;を酸素化することで凝集を抑える化合物(光触媒)の开発に成功しています。しかし、础&产别迟补;だけでなく、生体内で重要な役割を果たしている他の生体分子も同时に酸素化してしまうという问题点がありました。

他の生体分子を酸素化させないためには、础&产别迟补;に结合したときのみ酸素化を起こす选択性の强い光触媒が必要であるため、研究グループは础&产别迟补;凝集体に特有なアミロイド构造のみを区别して酸素化する光触媒(低分子有机化合物)を开発しました。本触媒を用いて试験管内で础&产别迟补;を酸素化すると、础&产别迟补;凝集体のさらなる凝集が抑えられます。また、本触媒に础&产别迟补;を认识するペプチドを结合させると、试験管内の细胞に対して、アミロイド构造を区别した础&产别迟补;の酸素化が进行し、础&产别迟补;凝集体による细胞毒性が軽减されることが明らかとなりました。

今后、本触媒を、エネルギーの小さい光でも酸素化を起こせるようにし、さらに生体に适合したものへと改良することで、触媒反応を用いた新しいアルツハイマー病治疗法の确立につながるものと期待されます。

研究の现场指挥をとった相马洋平グループリーダーは「何度も触媒を改変しなくてはなりませんでしたが、最终的にはアミロイド&产别迟补;ペプチドの凝集体に结合したときだけ酸素化を起こすことのできる光触媒が开発できました」と话します。「次は、この触媒を动物実験に用いたいと考えています」と今后の展望を続けます。

本研究成果は、2016年6月27日(英国時間)に英国科学誌「Nature Chemistry」のオンライン速報版で公開されました。

论文情报

Atsuhiko Taniguchi, Yusuke Shimizu, Kounosuke Oisaki, Youhei Sohma, Motomu Kanai, "Switchable Photooxygenation Catalysts that Sense Higher-Order Amyloid Structures", Nature Chemistry Online Edition: 2016/06/28 (Japan time), doi:10.1038/nchem.2550.
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