2016/11/01

膜タンパク質の構造を迅速に解明する手法を開発!

 -新薬の設計をSACLA の新技術で加速-

 

大阪大学大学院工学研究科

東京大学大学院理学系研究科

京都大学

理化学研究所

科学技術振興機構

 

概要

大阪大学大学院工学研究科の溝端栄一講師、同理学研究科の村田道雄教授(JST ERATO「村田脂質活性構造プロジェクト」研究総括を兼任)、東京大学大学院理学系研究科の中根崇智研究員、高輝度光科学研究センターXFEL 利用研究推進室の登野健介チームリーダー、理化学研究所放射光科学総合研究センターの岩田想グループディレクター(京都大学大学院医学研究科教授およびJST 研究加速課題「膜蛋白質構造基盤プロジェクト」研究代表者を兼任)等による合同研究チームは、X 線自由電子レーザー(XFEL)施設SACLAを利用して、膜タンパク質の立体構造を迅速に解明する、世界初の技術の開発に成功しました。

膜タンパク質は水溶性タンパク質と異なり取り扱いが難しく、その分子構造を可視化するには多くの課題の克服が必要です。特に、最近誕生したXFELを用いた連続フェムト秒結晶構造解析法で膜タンパク質の新規構造が決定された事例は皆無でした。今回、溝端講師らの研究グループは、重原子界面活性剤※4を合成して膜タンパク質を標識し、SACLA の実験技術と融合することで、膜タンパク質の構造を迅速に決定する手法を開発しました。

本研究成果により、膜タンパク質の構造解明が加速して生命現象の分子レベルからの理解が進むとともに、創薬ターゲットとして重要な膜タンパク質構造を基礎とした新薬の設計・開発など、医療分野への応用も期待されます。

本研究成果は日本時間1 1 月1 日( 火) 午前4 時、米国の科学誌「Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States ofAmerica(PNAS:米国科学アカデミー紀要)」に公開されました。

 

図:SACLA で構造を決定した膜タンパク質の全体像(A)と重原子界面活性剤の結合部位の様子(B).電子密度図をメッシュ(紫色は重原子のヨウ素、水色はその他の原子)で描いている。

 

詳細については、大阪大学工学研究科のホームページをご覧ください。
 

―東京大学大学院理学系研究科・理学部 広報室―