透析アミロイドーシスの原因タンパク質がアミロイド線維形成を加速する仕組みを解明―化学合成タンパク質によりisoAsp修飾の影響を精密に実証―

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2026-08-03 京都大学

京都大学と大阪大学の研究グループは、透析アミロイドーシスの原因タンパク質β₂-ミクログロブリンに生じる非酵素的翻訳後修飾isoアスパラギン酸(isoAsp)化が、アミロイド線維形成を著しく促進する仕組みを世界で初めて明らかにした。透析患者ではβ₂-ミクログロブリンが血中に蓄積して組織に沈着し、透析アミロイドーシスを引き起こすが、正常タンパク質が病原性を獲得する過程は不明だった。研究では、化学タンパク質合成技術を用いて17番目のアスパラギン残基をisoAsp化したβ₂-ミクログロブリンを作製し、構造解析と機能解析を実施した。その結果、この修飾によりタンパク質構造が大きく不安定化し、既知の病原性変異体ΔN6を上回るアミロイド形成能を示すことが判明した。本成果は、タンパク質の加齢に伴う自発的な化学変化がアミロイド病態の引き金となることを実証したものであり、透析アミロイドーシスの病態解明や新たな予防・治療法の開発、さらに化学合成タンパク質を用いた疾患研究の発展に貢献すると期待される。

透析アミロイドーシスの原因タンパク質がアミロイド線維形成を加速する仕組みを解明―化学合成タンパク質によりisoAsp修飾の影響を精密に実証―
β2-ミクログロブリンのisoAsp化は、迅速なアミロイド線維を引き起こす。(https://doi.org/10.1002/anie.7045464、CC-BY-NC-NDライセンスの下で公開

<関連情報>

翻訳後イソアスパラギン酸はβ2-ミクログロブリンにおけるアミロイド形成を促進する Post-Translational Isoaspartate Promotes Amyloid Formation in β2-Microglobulin

Ryuji Kawakami, Toshiki Takei, Masatomo So, Toshifumi Takao, Yoshinori Taguchi, Hironobu Hojo
Angewandte Chemie International Edition  Published: 08 June 2026
DOI:https://doi.org/10.1002/anie.7045464

ABSTRACT

β2-Microglobulin (β2m) aggregation is central to dialysis-related amyloidosis (DRA), yet the molecular triggers underlying its fibrillogenesis remain incompletely defined. Among proposed mechanisms, isoaspartate (isoAsp) formation at Asn residues has been implicated but never directly tested due to synthetic inaccessibility. Here, we report the total chemical synthesis of β2m variants containing isoAsp at known in vivo hotspots, Asn17 and Asn42, enabling precise structural and functional interrogation. Remarkably, the isoAsp17-modified β2m exhibited greater fibril formation capacity than the pathogenic ΔN6-β2m variant, suggesting a previously underappreciated contribution of isoAsp17. Structural characterization was complemented by spectroscopic and TEM analyses, which demonstrated that isoAsp17 promotes fibril formation. Our findings provide the first direct experimental evidence that a spontaneous post-translational modification can initiate amyloidogenesis in β2m, redefining the molecular basis of DRA and highlighting isoAsp as a general driver of pathological protein aggregation.

医療・健康
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