理化学研究所（理研）放射光科学研究センター 生物系ビームライン基盤グループの竹下 浩平 研究員、岡山大学 学術研究院 教育学域の大守 伊織 教授、日本原子力研究開発機構 物質科学研究センター 強相関材料物性研究グループの中川 洋 研究主幹、総合科学研究機構 中性子科学センターの岡﨑 伸生 副主任技師らの共同研究グループは、体内で酸化還元反応の調節に重要な働きを担うタンパク質「チオレドキシン」の突然変異が脳神経変性や慢性腎臓病の原因となる仕組みを、機能解析とX線結晶構造解析、分子動力学シミュレーションを駆使し、初めて解明しました。
これは、酸化ストレス関連疾患の理解と新たな治療法開発につながる重要な研究成果です。
チオレドキシンは多様な生命現象を支える不可欠な酸化還元タンパク質です。そのわずかな変異によりラットの若齢期の脳神経変性や加齢に伴う腎障害が生じることが報告されていましたが、その発症機構は分かっていませんでした。本研究において、チオレドキシンの変異周辺の揺らぎが大きくなり、その構造が不安定化することが明らかになりました。その結果、チオレドキシン本来の酸化還元の作用が著しく低下し、脳神経変性や慢性腎臓病を引き起こすことが分かりました。
本研究成果は、科学雑誌『Biochimica et Biophysica Acta - General Subjects』オンライン版（9月19日付）に掲載されました。