Vol. 16, No. 8 (2016)

⽇本蛋⽩質科学会ニュースレター
第 16 回⽇本蛋⽩質科学会年会ポスター賞受賞者コラム
平成 28 年 8 ⽉ 1 ⽇
本年度第 16 回年会におけるポスター賞受賞者の⽅にコラムを寄稿いただきましたので、掲載致します（演題番号順）。
⽇本蛋⽩質科学会 役員会

デニル酸シクラーゼの構造とメカニズム解明に成功しました。OaPAC 全体構造は、N 末端側の光感知領域 BLUF ドメインと C 末端側の酵素触媒領域 AC ドメインが、分⼦間の強い疎⽔性結合により 2 量体を形成していました。その活性機構は、AC ドメインの Closed から Open による構造変化で調整されていることが明らかとなりました。また、光遺伝学（optogenetics）ツールとして、HEK293 細胞を⽤いた⻘⾊光の OaPAC による cAMP 制御や、マウス海⾺の神経細胞への神経軸索コントロールを可能にしました。本研究により、今後更なる光遺伝学の発展へとつながり、新しい再⽣医療や新薬開発の基礎的研究に貢献できると期待されます。
今回のポスター賞受賞を励みに、今後もより興味深い研究をしていきたいと思います。

1P-001 菅野 泰功（奈良先端科学技術⼤学院⼤学）
この度、第 16 回⽇本蛋⽩質科学会年会においてポスター賞を受賞できたこと⼤変光栄に思います。これからも「研究を楽しむ」を念頭において頑張っていきたいと思います。
それでは、私の研究に関して簡単に紹介したいと思います。細胞質で合成された蛋⽩質が膜を越えて輸送される過程（蛋⽩質膜透過）は、すべての⽣物に保存されています。細菌では、蛋⽩質膜透過チャネル「Sec トランスロコン（SecYEG 膜蛋⽩質複合体）」とモーター蛋⽩質「SecA ATPase」が、その輸送を担っています。これまでの Sec トランスロコンの結晶構造解析や機能解析から、蛋⽩質膜透過の様々なモデルが提唱されてきましたが、3 Å 分解能をこえる⾼分解能の SecYEG 複合体の構造や、膜透過反応の分⼦動態の詳細は分かっていませんでした。まず、最も⾼分解能の SecYEG の構造を明らかにし、この⾼分解能の構造から、トランスロコンの新たな仕組みを⽰しました。しかしながら、蛋⽩質膜透過の分⼦動態の解明は、実際に活きて働く状態の「動」的観察が必須です。そこで、1 ユニットで膜蛋⽩質の再構成が可能である「Nanodisc」と、⾼い時間分解能と空間分解能を備えた「⾼速原⼦間⼒顕微鏡（⾼速 AFM）」を⽤いて、研究を進めています。
最後になりましたが、ご指導して頂いている塚崎智也准教授、⽥中良樹助教授、研究室の皆様および本研究の関係者のみなさまに御礼申し上げます。

1P-057 許 維麟（東京⼯業⼤学）
この度、第 16 回⽇本蛋⽩質科学会年会でポスター賞を賜り、⼤変光栄に思っております。
本研究は QM/MM metadynamics の⼿法でABC（ATP-binding cassette）トランスポーターの⼀種、マルトーストランスポーター内のATP 加⽔分解を解析しました。適切な QM 領域、collectivevariable（CV）を⽤いて、加⽔分解反応における反応状態、遷移状態、⽣成状態の妥当な構造が得られました。それらの構造から、Pi の分離は分解⽔（lytic water）との結合⽣成よりも先に起こるが明らかになりました。このことから反応はdissociative モデルに近いと判断しました。さらに、⾒積もら
れた活性化エネルギーは約 10.5 kcal/mol で、反応エネルギーは凡そ-3.8 kcal/mol でした。また、幾つのプロトントランスファーも観察しており、ABC トランスポーターの Walker A
motif に⾼度保存されているリシン残基の機能を予測しました。
私はこの研究で初めて酵素内の反応を量⼦⼒学の⼿法で直接に動的な観察をすることに成功しました。今後もこの経験を⽣かして、様々なタンパク質の構造や機能を予測する研究

1P-024 ⼤⽊ 規央（横浜市⽴⼤学）
光活性化アデニル酸シクラーゼ（PAC）
は、動物・植物で普遍的な情報伝達物質（cAMP）の⽣産を光で制御できる⽣体タンパク質で、⽣体内での光スイッチとして医学的な応⽤が期待される分⼦です。我々は、ランソウの 1 種 Oscillatoria から⾒いだされた光活性化アデニル酸シクラーゼ（OaPAC）を⼤腸菌から単離精製・結晶化・構造解析に成功し、世界で初めて光活性化ア1Vol. 16, No. 8 (2016)

⽇本蛋⽩質科学会ニュースレターに取り組みたいと考えており、それはとても素敵なことだと思います。今回のポスター賞受賞を励みに、これからもタンパク質の魅⼒をもっと探査していきたいと思っております。
最後になりましたが、指導教員である櫻井実先⽣、古⽥忠⾂先⽣、研究室のメンバーに厚く御礼申し上げます。

1P-101 ⾼島 夏希（九州⼤学）

この度の第 16 回⽇本蛋⽩質科学会年会におきましてポスター賞という栄誉を賜り、⼤変嬉しく思っております。評価を頂いた先⽣⽅並びに運営関係者の⽅に厚く御礼申し上げます。
私はアーキアの DNA 複製を担うと考えられているファミリーD DNA ポリメラーゼ（PolD）について研究を進めています。PolD はアーキアのみから⾒つかる DNA ポリメラーゼ
で、他のポリメラーゼとの配列に相同性がないこと、複合体全体の⽴体構造が報告されていないことから、その機能と構造について未だ明らかになっていない部分が多くあります。
本研究では、Thermococcus kodakarensis 由来の PolD の 2 つのサブユニットである DP1、DP2 を単独および共発現系での産⽣系を構築し、⾼純度精製したタンパク質について⽣化学的な解析を⾏いました。また、静的光散乱法、電⼦顕微鏡での単粒⼦解析は、PolD 複合体がヘテロ⼆量体（DP1:DP2 =1:1）で存在することを⽀持していました。DP1 および DP2単独ではポリメラーゼ活性も 3′‒5′エキソヌクレアーゼ活性も検出されませんでしたが、両者が複合体を形成すると初めて顕著な活性が検出されました。この結果は、PolD が複合体を形成して初めて活性型になるということであり、⾔いかえると、活性型になるためには DP1 は DP2 の、DP2 は DP1の構造を互いに必要とすることを⽰しています。私は今後、PolD が活性を発揮するために必要な構造を突き⽌めたいと考えています。

1P-100 ⼭際 来佳（兵庫県⽴⼤学）
この度は、ポスターを頂くことができ、⼤変光栄に思っております。
私は、緑膿菌由来の⼀酸化窒素還元酵素
cNOR の機能解析を⾏っております。cNORは、微⽣物が硝酸塩を⽤いた嫌気呼吸を⾏う過程で、⼀酸化窒素 NO を亜酸化窒素 N2Oへと還元する酵素です（2NO + 2H+ + 2e- → N2O + H2O）。
cNOR の結晶構造が解かれてからすでに 5 年が経過しておりますが、発現系がなく NO 還元反応の詳細な機構は明らかにできていませんでした。本研究では緑膿菌をホストとしたcNOR の発現系を構築し、発現系を⽤いた in vivo および invitro の変異体解析により、基質 NO と H+の輸送経路を明らかにしました。さらに NO 輸送経路に存在する Val206 残基の役割が、NO の輸送経路の形成と NO 還元反応の効率化であることを提案しました。今後は⽣化学的解析に加えて、X線結晶構造解析を⾏い、NO 還元反応機構を解明していく予定です。
今回の賞を励みにこれからも⽇々、研究に打ち込んでいきたいと思います。

2P-009 張 志寛（東京⼤学）
この度は、第 15 回⽇本蛋⽩質科学会でポスター賞を頂くことができ⼤変光栄に思っております。皆様に⼼より感謝致します。それでは、私の研究内容に関して簡単に紹介させて頂きます。
TLR7 は⼀本鎖 RNA を認識し、⾃然免疫を活性化する受容体で、HIV-1、HCV 感染症や⾃⼰免疫性疾患に関与しています。今回私が世界で初めて、TLR7 の結晶構造解析に成功しました。TLR7-guanosine-polyU、TLR7loxoribine-polyU および TLR7-R848 の複合体構造を解きました。驚くべきことに、TLR7 は単なる RNA receptor ではな
く、2 つのリガンド結合部位を持つ dual receptor であること

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析および分⼦動⼒学解析から、M1 サイトは Zn2+の結合による細胞外ドメインの開状態への構造変化の促進に関わっていること、M2 サイトは ATP4-と MgATP2-のサブタイプ特異的な識別に関わっていることを明らかにしました（Kasuya, etal., Cell Rep., 14, 932-944 (2016)）。
今後も、「⾯⽩い」と思えるような研究を報告できるよう頑張っていく所存です。

を発⾒しました。⽴体構造および様々な⽣化学実験によって、1st site では Guanosine を、2nd site では uridine 塩基を含む ssRNA を特異的に認識することを明らかにしました。さらに、両者へのリガンド結合のシナジー効果により TLR7 が活性化されることを⽰しました。本研究は、2 ヶ所の結合部位をターゲットに TLR7 の機能を調節する、新たな創薬視点を提供するものです。

2P-012 宮内 弘剛（東京⼤学）
このたびはポスター賞をいただくことができ、⼤変光栄に思っております。この場をお借りして、審査員の先⽣⽅をはじめとする学会関係者の皆様に⼼から御礼申し上げます。
私はトランスポーターの X 線結晶構造解析について研究しております。私は⽣物のもつ異物排出現象に興味をもち、その膜を隔てた異物の輸送メカニズムについて原⼦レベルでの解明を⽬指しております。
今回の発表が私にとって初めての学会発表の場でしたが、ポスターまで⾜を運んでくださった⽅々と意⾒交換させていただき、⼤変有意義な時間をすごすことができました。今後もこの賞を励みにして異物排出のメカニズムの解明を⽬指したいと思います。

2P-101 三輪 つくみ（東京⼯業⼤学）
タンパク質がフォールディングに失敗すると凝集体を形成してしまい、本来の機能が発揮できなくなります。凝集体の形成はタンパク質を扱う上で障害となっており、凝集性タンパク質を可溶性に変換する⽅法論の確⽴が望まれています。
当研究室の先⾏研究によってタンパク質の凝集性は、⼤腸菌のシャペロニン GroEL に細胞内フォールディングを依存する「GroE 依存性」と⾼い相関があること、また、GroE 依存性を決定づける要因がアミノ酸配列中に存在していることが⽰されています。
そこで、本研究では凝集性タンパク質の GroE 依存性を変換することで可溶性への変換に繋げること、その⽅法が⼀般的に適⽤可能であるかどうかを検証することを⽬指しています。
本研究の⼿法が⼀般的に適⽤できれば凝集性タンパク質を取り扱った研究が活発となることが期待できます。さらに、GroE は⼤腸菌の⽣存に必須な唯⼀のシャペロンであることから、GroE 基質を⾮依存性化する配列が明らかになれば、シャペロンが⽣育に不要な⼤腸菌の作製し、⽣物にとってのシャペロンの意義について迫ることもできるかもしれません。このように壮⼤な可能性を秘めた本研究について、その⾯⽩さをポスターでお伝えできたということはとても励みになりました。今後も壮⼤な夢に近づくこと、そしてみなさんに「こんな⾯⽩いことをやったぞ」とお伝えすることを⽬標にして頑張っていきます。

2P-016 糟⾕ 豪（東京⼤学）
今回、ポスター賞という形で私の研究を評価していただきまして⼤変光栄です。また、学会を運営してくださった⽅々に深く感謝いたします。
私が研究している P2X 受容体は、細胞外ATP の結合により活性化される陽イオンチャネルで、神経伝達や痛覚など様々な⽣体反応に関与しています。P2X 受容体のチャネル活性化の際には、⼆価陽イオンが活性調節因⼦として働き 7 つある P2X サブタイプの特異性に寄与することが知られてきました。しかしながら、P2X 受容体における⼆価陽イオン認識機構や活性調節機構についての構造基盤は不明でした。
今回、私は無脊椎動物 A. maculatum 由来 P2X 受容体の構造を ATP および亜鉛イオン（Zn2+）結合した状態で決定しました。得られた構造では、三量体の境界⾯および ATP 結合部位の近傍の合計⼆箇所に Zn2+が確認され、これを M1 および M2 サイトとそれぞれ名付けました。更に、電気⽣理学解3Vol. 16, No. 8 (2016)

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今回の発表で、様々な⽅に「なるほど」、「⾯⽩い」と⾔われたことが⼤変印象深く、あらためてこれまで分からなかったことを探求しつづける研究の楽しさを実感しました。今回の経験を糧にして、今後も様々な研究に積極的に挑戦していきたいと考えています。

2P-106 安齋 樹（慶応義塾⼤学）
私の研究対象である銅・亜鉛スーパーオキ
シドディスムターゼ（SOD1）は活性酸素の除去に関わるタンパク質ですが、変異型のSOD1 は神経変性疾患の⼀種である筋萎縮性側索硬化症（ALS）を引き起こすことが知られています。アミノ酸変異によって SOD1 に構造異常（ミスフォールディング）が⽣じ、細胞毒性を発揮することが提案されていますが、疾患の発症に関わるミスフ
ォールド型 SOD1 の構造的特徴については、未だ明らかでない点が多く残されています。
そこで私は、SOD1 の熱変性に伴う構造変化を種々の分光学的⼿法や X 線⼩⾓散乱法により追跡し、野⽣型、及び、変異型 SOD1 の溶液構造についての詳細な検討を⾏いました。その結果、⽣理的温度（37℃）における変異型 SOD1は、野⽣型と同じく球状でコンパクトな形状を維持しているにもかかわらず、⼆次構造の含量が⼤きく低下した異常なコンフォメーションを有していることを明らかにできました。
本研究で得られたミスフォールド型 SOD1 の構造的特徴は、ALS 発症メカニズムについての分⼦レベルでの解明に重要な知⾒を提供するだけでなく、タンパク質の構造異常を標的とした予防・治療薬開発にも貢献できると私は考えています。今回頂いたポスター賞を励みにして、タンパク質の構造変化が引き起こす疾患の発症メカニズムについて、蛋⽩質科学的な側⾯から、引き続き研究に取り組んでいきたいと思います。

2P-137 笹本 峻弘（東京薬科⼤学）
この度、第 16 回蛋⽩質科学会年会のポスター賞に選ばれたこと、⼤変光栄に感じております。審査員の先⽣⽅をはじめとする学会関係者の皆様⽅、⽇々指導してくださっている先⽣⽅にこの場を借りて御礼申し上げます。それでは、私の研究内容を簡単にですが紹介します。
私たちは、タンパク質を通して「⽣命の進化」に迫る研究に取り組んでいます。特に、38 億年以上前の初期⽣命の進化が私の研究対象です。初期進化の時代、⽣命は 20 種類より少ないアミノ酸種からなるタンパク質を合成していたと考えられています。しかし、それがどのアミノ酸種だったのかは明らかになっていません。
私たちは、タンパク質のアミノ酸組成を系統的に減らした変異体を作製、解析し、安定で活性を持つタンパク質の合成に必須な最少のアミノ酸種を探索することで、初期⽣命が⽤いていたアミノ酸種を推定しようと考えました。ターゲットタンパク質としてヌクレオシド⼆リン酸キナーゼを⽤いました。その結果、ある程度の安定性と検出可能な触媒活性を持ち、かつ、少ないアミノ酸種からなるキナーゼを作製することができました。今後はどこまでアミノ酸種類数を減らすことができるか検討したいと考えています。
最後に、本研究に興味を持っていただいた全ての⽅々に御礼申し上げます。

2P-118 李 ⽯（⿃取⼤学）
この度、第 16 回⽇本蛋⽩質科学会でポスター賞を賜り、⼤変光栄に思っております。
私はパーキンソン病原因蛋⽩質 α シヌクレインのアミロイド線維形成抑制機構について研究を⾏っております。α シヌクレインという蛋⽩質は様々なストレスによりアミロイド線維を形成し、それが神経細胞内に凝集・蓄積し、細胞の変性・脱落を引き起こし、パーキンソン病の発病に繋がると考えられています。そのため、α シヌクレインのアミロイド線維形成抑制を引き起こし、なおかつ⾎液脳関⾨を通過できる低分⼦の探索はパーキンソン病の治療・予防法の開発および疾患の解明に繋がると考えられています。
本研究ではポリフェノールの⼀種であるアントシアニンを⽤いて α シヌクレインの線維形成に対する抑制効果を調べました。アントシアニンの濃度に依存して α シヌクレインのアミロイド線維形成が抑制されることが分かりました。その反応機構を詳細に調べたところ、アントシアニンが α シヌクレイン内の N 末端領域と相互作⽤をすることにより、アミロイド線維形成が抑制されることが明らかとなりました。これ
らの結果から α シヌクレインの N 末端領域がアミロイド線維形成において⾮常に重要な役割を果たしていることが明らかとなり、アントシアニンがパーキンソン病の予防に役に⽴つことが⽰唆されました。

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Tel: 072-729-4125 Fax: 072-729-4165
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編集責任者： 池⼝ 満徳（横浜市⽴⼤学 ⽣命医科学研究科）
萩原 義久（産業技術総合研究所）
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