シリーズ「わが国の蛋白質科学研究発展の歴史」第5回

岩永貞昭先生が歩んでこられた道
岩 永 貞 昭 （いわながさだあき）
聞き手 国立循環器病研究センター 宮田敏行（みやたとしゆき）

宮田：本日は岩永先生のこれまでの蛋白質科学（当時、名古屋セントラル病院、院長、名古屋大・に関するお仕事を振り返っていただき、当時の我医・卒）と対談された記録も参考にしてまとめましが国あるいは世界における蛋白質科学研究の状況た（最新医学、第 64 巻、第 5 号、111-118 頁、2009を絡ませた文章を日本蛋白質科学会のニュースレ年、5 月）。

ターに掲載するということで、どうぞよろしくお岩永：昭和 40 年（1965 年）10 月にスウェーデ願いいたします。
先生は昭和 35 年（1960 年）3 月に京都大学大学

ン王立カロリンスカ研究所の Birger Blombäck 教授

院薬学研究科を修了された後、同大学薬学部次い（血液凝固研究部）のもとに留学しました。お会いで大阪大学蛋白質研究所の助手として教育と研究するのははじめてでした。初対面の教授から止血をはじめられました。その頃はヘビ毒を使ったおや血栓に関連した 10 題あまりのテーマ（S.Iwanaga:仕事をされておられたと伺っています(図)。先生のAnn. N. Y. Acad. Sci. 408，11-12（1983）に一部記載）

ご研究の大きなターニングポイントとして留学がを出されました。そのなかから自分のやりたいテあるとお伺いしています。まずは、昭和 40 年（1965

ーマを選ぶようにいわれましたが、すぐには決め年）のスウェーデン王立カロリンスカ研究所へのられませんでした。そこで Birger に「あなたが最留学のお話をお聞かせ頂けますか。

もやりたいテーマはどれでしょうか」と尋ねたところ、「今までフィブリノペプチドの構造研究をやなお、先生からのご回答は、かつて齋藤英彦先生ってきたが、フィブリン側の構造が全く分かっていない。だからフィブリノーゲンの全化学構造をやりたい。Fibrinogen is my life」という答えが返ってきました。
当時は、リボヌクレアーゼやリゾチームといった分子量が 1 万～1.5 万くらいの蛋白質の一次構造がやっと決った時代で、まだ構造解析の手法が確立していませんでした。そういう時代に分子量34 万というフィブリノーゲンの構造を決めるのは、相当困難を伴う仕事になると思いました。しかし、Birger の挑戦と熱意に惚れて覚悟を決め、それを留学中のテーマに選びました。フィブリノーゲンの構造解析のストラテジーには触れませんが、その間の研究の戦略や方法は文献（末尾原著論文 1, 2）スウェーデン王立カロリンスカ研究所近くのに詳しく述べています。この間の経験はその後のCarlsberg 駅でのスナップ、長女・桂子と共に（1965 年 11 月）研究に大きな影響を及ぼしました。ここで学んだ

写真１のは、一言でいえば先の見えない研究に Challenge

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シリーズ「わが国の蛋白質科学研究発展の歴史」第5回

図 岩永貞昭先生の歩んでこられた道る各段階の PTH（フェニルチオヒダントイン）をするという姿勢でしょうか。
その後、ヒトフィブリノーゲンの構造についてろ紙や薄層クロマトグラフィーなどで同定しつつは、末尾原著論文 1, 2 の研究をきっかけに、スウ配列を決定する、（2）Edman 消去法とも呼ばれ、ェーデンおよびドイツ、米国の研究グループによ各段階で残るペプチドのアミノ酸組成を調べつつって全アミノ酸配列（蛋白質と cDNA レベル）はPTH として消去された残基を知る、（3）Edman-ダ

もとより 3 次元立体構造も明らかにされています。

ンシル法とも呼ばれ、PTC 分解で切断したあとに現れる残存ペプチドの末端アミノ酸をダンシル誘

宮田：1965 年頃の蛋白質の構造解析法をお話し導体として同定しつつ配列を調べる、という方法がありました。 Stein と Moore は（2）を使ってリいただけますか？

ボタクレアーゼの構造を決めていった訳です。少岩永：当時は、Edman 分解法はまだ確立されてし遅れて Hartley は（3）を考案してトリプシンやいませんでした。Birger は Edman 教授と非常に親

キモトリプシン、α-トロンビンの構造を決めよう

しく、私がカロリンスカ研に留学したときはとしていました。 Edman 法をもっと微量化しない

Edman 教授のところでその方法を習って帰ってきと、フィブリノーゲンのような大きな蛋白質の構たところでした。Birger は Edman 教授が開発した造は決まりません。Birger とかなりの時間をかけてフェニルイソチオシアナート（PTC）化法（Edman

微量化に取り組みました。その時、Edman 教授が法とも呼ばれる）はアミノ酸配列を決める唯一の非常に良いアドバイスをくれました。
「Edman 法は方法だと言っていました。ところが、副産物がとて原理的に全く問題ない。副産物が増えるのはも多く出るのが問題でした。ですから、当時は（1）Edman 試薬に共雑している不純物が原因だ。だかEdman 法の原理にしたがい、N 末端から形成されら、使用する試薬を自分たちで精製しなさい」と言34

シリーズ「わが国の蛋白質科学研究発展の歴史」第5回ってくれました。そこで試薬を徹底的に精製してれるときに酵素系が活性化され、最終的に細胞の使ったら、確かにうまくいくようになりました。こまわりに含水ゲルを生成します。このようなゲルの辺りのことは蛋白質・核酸・酵素の実験講座（15

マトリックスの形成は、体液の流出を防ぎ、かつグ

巻 10 号、1037-1054、1970）に紹介しています。

ラム陰性菌の被包化に役立ちます。これらの一連の細胞応答、すなわち、遊走→異物接触→形態変化

宮田：私のはじめての論文（1982 年）では Edman-→血球凝集と崩壊→脱顆粒→凝固系の活性化→ゲダンシル法でアミノ酸配列を決めました（末尾原ル形成→被包化は、異物の侵入に対して生体防御

著論文３）。とても懐かしいです。その後、先生はの一環とみなすことができます。

高分子キニノーゲンやプロトロンビンの研究、凝前述した如く、カブトガニの体液はグラム陰性固異常症の研究などを進められ（末尾原著論文３-菌の LPS に敏感に反応して凝固することが知られ５，13）、1970 年代からカブトガニの体液凝固の研ており、その感度の鋭敏さから臨床をはじめ広く究を始められています。

LPS 定量法（リムルス試験、薬局法に掲載）として応用されてきました。LPS によって開始される凝岩永：カブトガニの研究のきっかけは、1970 年

固反応は、3 種のセリンプロテアーゼ前駆体（factor頃だったと思うが、丹羽允先生（当時、大阪市立大C，factor B，proclotting enzyme）とゲル化蛋白質コ学細菌学教室）が蛋白研に訪ねて来られ、カブトガアグローゲンのもとに進みます。すなわち、脱顆粒ニの体液が固まった時のゲル繊維の電子顕微鏡写されたあと、factor C が微量の LPS に触れると自己真を見せてくださったことでした。それは止血の触媒的に活性化されつつカスケード反応が開始し、時に働くフィブリノーゲンの原繊維構造の電顕像

最終的に clotting enzyme がコアグローゲンを不溶に非常に似ていてとても驚きました。カブトガニ性のコアグリンゲルに変換するのです。の血球抽出液は当時から細菌内毒素（リポ多糖、LPS と略）の検出に使われていて、一般に「リムル宮田：先生はこれらの体液凝固にかわる因子をス試験」として知られていましたが、内毒素の添加全て精製し、cDNA クローニングを行うとともに、によって起きるゲル形成の分子機構は全く分って自然免疫系に働く各種の新しい生体防御レクチン、いませんでした。当時は「リムルス試験」の原理は新規の抗菌蛋白質や抗菌ペプチドを発見して、無不明のまま、カブトガニ体液が内毒素に極めて鋭脊椎動物の生体防御機構の研究を進めてこられま敏に反応するという現象を拠りどころに、リムルしたが、その中で印象に残る研究のお話しをお聞ス試験は使われていた訳です。

かせ下さい。

そこで 1974 年頃から、カブトガニを材料に体液凝固を含めた無脊椎動物の生体防御機構の研究を

岩永：やはりまずは、カブトガニ研究のきっかけ始めました。特に、1978 年に九州大学へ転任してとなった蛋白質コアグローゲンのゲル化機構の研からは、研究の柱の 1 つになりました。

究です。コアグローゲンは 175 アミノ酸残基からカブトガニは博多湾や今津湾に生息していて、成る塩基性蛋白質で、clotting enzyme により N 末

福岡では比較的容易に捕獲できました（写真 2）。

端側の 2 ヶ所（Arg18-Thr19 および Arg46-Gly47）

カブトガニから無菌的に体液を採取し血球細胞をが切断されると、内部のペプチド C（28 残基）を調製できます。この血球細胞は 1 つの核と細胞質遊離しつつコアグリンゲルを形成します。コアグに多数の高密度顆粒を含んでいて、グラム陰性菌

リンゲルは 2 個の SS 結合で連結された 2 本鎖からに触れると 1-2 分の間に形態が大きく変化し、脱なり、それが自発的に会合してゲルを形成します。

顆粒とともに内容物が放出されます。ゲル化蛋白1996 年に Max-Planck 研究所の Bode 教授らの協質のコアグローゲンおよび体液凝固因子群はすべ力を得てコアグローゲンの立体構造を決定し、ゲて細胞内の大顆粒中に存在し、顆粒成分が放出さ35

シリーズ「わが国の蛋白質科学研究発展の歴史」第5回貯蔵されていることなどが分りました。つまり、兜という外堀に加えて、二重、三重の生体防御システムを備えていました。
こういった多くの因子のなかでも、私を驚かせたのは、カブトガニ血漿中に発見したレクチンの構造でした（末尾原著論文 15、16）。なかでも、アセチル化糖鎖を特異的に認識する Tachylectin（TL）
5A と 5B は、それぞれ C 末端側に「フィブリノーゲン様ドメイン」を含んでいることでした。ここにきてもう一度フィブリノーゲンに出会うとは思ってもみませんでした。TL5A は総 269 アミノ酸残基で、TL5B は 289 残基からなる糖蛋白質で、両者には分子全体にわたって約 45％の配列相同性があります。特に、C 末端側の約 200 残基は両者ともにフィブリノーゲン様構造を示し、β鎖やγ鎖の C末端側ドメインと、実に約 50％の配列相同性を有していました。また、TL5A の立体構造も明らかとなり、フィブリノーゲンγ鎖と酷似することが分りました。

写真２ カブトガニの捕獲（1985 年 6 月、福岡県今津湾にて、左は当時 PD だった宮田敏行君）

宮田：先生は無脊椎動物の生体防御機構の研究

ル化のメカニズムが解明できました（末尾原著論に加え、血液凝固系の研究も進められました。なか文 10）。コアグローゲンはラグビーボール状の構造でも先生は血液凝固因子に特徴のある新規の糖鎖をとっていて、ペプチド C の下部には疎水性に富む領域が隠されていて、ペプチド C の遊離により、この領域が分子表面に露出されると、単量体から会合体に移行することが分りました。フィブリノーゲンの重合反応とは全くちがうメカニズムです。

構造を同定されていますが、これらの糖鎖のお話しをお聞かせ願えますか。
岩永：我々の研究室では、主に蛋白質のアミノ酸配列決定を行っていました。研究室ではヒト凝固Ⅶ因子の精製法を改良してウシⅦ因子の大量精製

宮田：私もコアグローゲンの構造解析にかかわ法を確立し、その全一次構造を決定しました。そのったことがありますので、とても懐かしいです。そ際、Ⅶ因子の第１EGF 様ドメイン内の Ser52 が、の他の蛋白質はいかがでしょうか。

PTH-Ser として検出されないことに気付きました。
そこで組成分析をしたところ、この Ser 残基にキ岩永：カブトガニは身を守るために体内をくまシロース（Xyl）とグルコース（Glc）から成る新しなく循環する血球細胞を備えていて、この細胞に多数の生体防御因子が含まれることが分りました。
この血球には大・小の 2 種類の分泌顆粒があって、い糖鎖が結合していることが明らかになりました。
さらに、IX 因子やプロテイン Z の第 1EGF 様ドメ
インの Ser 残基にも同様の新規糖鎖が結合してい大顆粒には感染菌やウイルスなどの異物を監視しることを明らかにしました。凝固因子にある EGFバイオセンサーの役目を果たす酵素系やその制御系が存在し（リムルス反応の原理を支える要素）、一方、小顆粒には多種類のペプチド性抗菌物質が様ドメインはこれらの新規糖鎖に加えて Asp（Asn）
残基が水酸基化されており、多くの翻訳後修飾を受けていることが分りました。なお、こうした糖鎖

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シリーズ「わが国の蛋白質科学研究発展の歴史」第5回

文 献構造の決定は、長谷純宏・教授（阪大・理・化学）、高尾敏文、下西康嗣（阪大・蛋白研）らとの共同研究でなされた成果です。また、我々の研究は加藤久総説及び著書（和文）1.

雄、森田隆司、宮田敏行、川畑俊一郎、（故）牟田達史らの共同のもとに進められました。

宮田敏行、岩永貞昭、「無脊椎動物の体液凝固に関与する蛋白質の構造と分子進化」、蛋白質・核酸・酵素、別冊 No.29、30-43 頁（1986）.

2.

宮田：私が在籍させていただいていたころは、国岩永貞昭、「Currents in Hematoimmunology」、“無脊椎動物の生体防御機構、12 巻、4 号、4-12 頁、内でアミノ酸配列を決定するペプチドシークエン

Excepta Medica、東京（1996）.

サーが稼働していた研究室が少なかったこともあって、先生の研究室では生物学科や化学科、医学部といった学内だけでなく、学外の研究にも門戸を

原著及び総説、著書（英文）

開いておられ、できうる限りの協力支援をされて

1. Blombäck, B., Blombäck, M., Hessel, B., andおられました。本当に多くの研究を支えておられ

Iwanaga, S. (1967) Structure of N-terminal fragmentsました。その中のお一人に田中啓二先生の初期のof fibrinogen and specificity of thrombin. Nature, 215,

プロテアソーム研究があります。先生はキラリと1445-1448.

光る研究の原石を見つけて来られて、研究を jump

2. Blombäck, B., Blombäck, M., Henschen, A., Hessel,up して下さいました。

B., Iwanaga, S., and Woods, K. R. (1968) N-terminal
disulphide knot of human fibrinogen. Nature, 218,

今後も後進に道標となるような助言をしてい130-134.

ただいて、暖かく見守っていただければと思いま

3. Miyata, T., Iwanaga, S., Sakata, Y., and Aoki, N.

す。本日はどうもありがとうございました。

(1982) Plasminogen Tochigi: Inactive plasmin
resulting from replacement of alanine-600 by―――――― ◇ ―― ◇ ―――――――

threonine in the active site. Proc Natl Acad Sci U S A,
79, 6132-6136.
4. Müller-Esterl, W., Iwanaga, S., and Nakanishi, S.
(1986) Kininogens Revisited. Trends in BiologicalScience (TIBS) 11, No.8, 336-339.
5.

Miyata, T., Kawabata, S., Iwanaga, S., Takahashi, I.,
Alving, B., and Saito, H. (1989) Coagulation factor
XII (Hageman factor) Washington D.C.: Inactivefactor XIIa results from Cys-571-Ser substitution. Proc
Natl Acad Sci U S A, 86, 8319-8322.

6.

Iwanaga, S., Miyata, T., Tokunaga, F., and Muta, T.
(1992) Molecular mechanism of hemolymph clotting
system in Limulus. Thromb Res, 68, 1-32.

7. Iwanaga, S. (1993) Primitive coagulation systems
and their message to modern biology. Thromb
Haemost, 70, 48-55.
8. Iwanaga, S. (1993) The limulus clotting reaction.
Curr Opin Immunol, 5, 74-82.
9.

37

Iwanaga, S., Muta, T., Shigenaga, T., Seki, N.,シリーズ「わが国の蛋白質科学研究発展の歴史」第5回

Kawano, K., Katsu, T., and Kawabata, S. (1994)

19. Iwanaga, S. (2007) Biochemical principle ofStructure-function relationships of tachyplesins andLimulus test for detecting bacterial endotoxins. Proc

their analogues. Ciba Found Symp, 186, 160-174;

Jpn Acad, 83 (4), 110-119.

discussion 174-165.

20. Takeda, S., Takeya, H., and Iwanaga, S. (2012)

10. Bergner, A., Oganessyan, V., Muta, T., Iwanaga, S.,

Snake venom metalloproteinases: Structure, function

Typke, D., Huber, R., and Bode, W. (1996) Crystaland relevance to the mammalian ADAM/ADAMTS

structure of a coagulogen, the clotting protein fromfamily proteins. Biochim Biophys Acta, 1824, 164-horseshoe crab: a structural homologue of nerve

176.

growth factor. EMBO J, 15, 6789-6797.

21. Kawabata, S., and Muta, T. (2010) JB Reflections and11. Söderhäll, K., Iwanaga, S., and Vasta, C. R. (1996)

Perspectives, Sadaaki Iwanaga: discovery of theNew Directions in Invertebrate Immunology, 1-494,

lipopolysaccharide- and β-1,3-D-glucan-mediated

SOS Publication, Fair Haven, NJ 07704-3303, USA.

proteolytic cascade and unique proteins in invertebrate

12. Muta, T., and Iwanaga, S. (1996) The role ofimmunity. J Biochem, 147, 611-618.

hemolymph coagulation in innate immunity. Curr
Opin Immunol, 8, 41-47.
13. Higashi, S., and Iwanaga, S. (1998) Molecular I
nteraction between factor VII and tissue factor. Int JHematol, 67, 229-241.
14. Iwanaga, S., Kawabata, S., and Muta, T. (1998)
New types of clotting factors and defense molecules
found in horseshoe crab hemolymph: Their structuresand functions. J Biochem, 123, 1-15.
15. Gokudan, S., Muta, T., Tsuda, R., Koori, K.,
Kawahara, T., Seki, N., Mizunoe, Y., Wai, S. N.,
Iwanaga, S., and Kawabata, S. (1999) Horseshoe crab
acetyl group-recognizing lectins involved in innate
immunity are structurally related to fibrinogen. Proc
Natl Acad Sci U S A, 96,10086-10091.
16. Kairies, N., Beisel, H. G., Fuentes-Prior, P., Tsuda,R., Muta, T., Iwanaga, S., Bode, W., Huber, R., andKawabata, S. (2001) The 2.0-Å crystal structure oftachylectin 5A provides evidence for the common
origin of the innate immunity and the blood
coagulation systems. Proc Natl Acad Sci U S A, 98,13519-13524
17. Iwanaga, S. (2002) The molecular basis of innate
immunity in the horseshoe crab. Curr Opin Immunol,
14, 87-95.
18. Iwanaga, S., and Lee, B.L. (2005) Recent advancesin the innate immunity of invertebrate animals, J
Biochem Mol Biol, 38 (No 1), 128-150.

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シリーズ「わが国の蛋白質科学研究発展の歴史」第5回

岩永貞昭先生ご略歴：

1933 年 東京都に生まれる。
1955 年 明治薬科大学卒業
1960 年 京都大学大学院薬学研究科博士課程修了、薬学博士
1960 年 京都大学薬学部・助手
1963 年 大阪大学蛋白質研究所・助手
1965 年 スウェーデン王立カロリンスカ医学研究所・訪問研究員
1968 年 大阪大学蛋白質研究所・助教授
1978 年 九州大学理学部・教授
1986 年 九州大学大学院医学研究科・教授兼任
1996 年 九州大学・名誉教授
この間
1980 年 1 月～同年 3 月 中国科学院（北京市）
・北京大学医学部・客員教授
1994 年 4 月 九州大学・遺伝情報研究施設長
1996 年 4 月～現在 一般財団法人 化学及血清療法研究所・顧問
1996 年 4 月～2001 年 3 月 藤田保健衛生大学・総合医科学研究所・客員教授
1997 年 4 月～12 月 ワシントン大学（シアトル市）・
生化学研究室・客員教授

岩永貞昭先生、近影（金沢大学・薬・中西義信教授、現・日本生化学会・会長の研究室にて、2010 年）

宮田敏行（聞き手）：
大阪大学蛋白質研究所および九州大学理学部生物学科で 14 年間にわたって岩永貞昭先生の薫陶を受ける。
1991 年、国立循環器病センター研究所に移動後も血液凝固・血栓の研究を継続する。

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