Vol. 18, No. 5 (2018)

⽇本蛋⽩質科学会ニュースレター

第 18 回⽇本蛋⽩質科学会年会ポスター賞受賞者コラム
平成 30 年 9 ⽉ 14 ⽇
本年度第 18 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

1P-004 郡 聡実（横浜市⽴⼤学）
この度はポスター賞という⾝に余る賞を頂き、⼤変光栄に存じます。
我々の研究室では X 線結晶構造解析をはじめとする構造⽣物学的な観点から、エピジェネティクスの分⼦機構の解明を⽬指しています。特に DNA メチル化に着⽬して、その情報が分化した細胞で正確に継承されていく機構の解明を⽬指しています。DNA メチル化の維持に必須のタンパク質である UHRF1 の TTD ドメインは、ヒストン H3K9me3 を認識することが知られています。
我々は近年、複製因⼦である DNA ligase1（LIG1）と TTD との結合が DNA維持メチル化を制御する重要な相互作⽤であることを報告しました。メチル化された LIG1 は TTD と⾮常に強く結合しますが、この⾼親和性結合の構造基盤は不明でした。本ポスタ
ー発表では、TTD ドメインと LIG1 ペプチドとの複合体の結晶構造を決定し、⽴体構造情報を元にした変異体解析から、TTD と LIG1 の⾼親和性結合に重要なアミノ酸残基を同定しました。さらに、X 線溶液散乱や⾼速 AFM によって、メチル化された LIG1 の結合が UHRF1 の⾼次構造を変化させ、この⾼次構造の変化が UHRF1 の機能制御に重要であることを明らかにしました。
今回のポスター賞を励みに、今後も構造⽣物学の研究⼿法を駆使して、エピジェネティクスの継承の分⼦機構という重要な⽣命現象の解明に貢献していきたいと思います。最後になりましたが、指導教員である有⽥恭平准教授、また審査員の先⽣⽅をはじめとする学会関係者の皆様にこの場をお借りして御礼申し上げます。

research objective was to elucidate the mechanism of Fe3+ reduction
by Duodenal cytochrome b (Dcytb). I solved the crystal structure ofhuman Dcytb, an ascorbate-dependent Fe3+ reductase, in theascorbate and metal ion bound form. The crystal structure revealeda unique binding of metal-ascorbate complex on the gut lumen side,
where ascorbate acts as a metal chelator, thereby stabilizing themetal binding to Dcytb. Furthermore, in vivo yeast functional assay
showed increase in Fe3+ reductase activity in the presence of othernatural dietary iron chelators, like citrate and malate. These findings
can facilitate the development of structure-based strategies forpromoting the reduction of dietary iron and thereby improve dietaryiron absorption.
Finally, I would like to thank my supervisors and all lab
members for their support and encouragement throughout myresearch. This was definitely one of the most memorable moment.

1P-010 Ganasen Menega（兵庫県⽴⼤学）
I am delighted upon receiving the poster award in the 18th
Annual Meeting of Protein Science Society. In this meeting, I
presented my poster entitled “structural insight into the dietary nonheme iron absorption in human duodenum”.
Human body losses 1-2 mg of iron every day, throughdesquamation and minor blood loss. This loss is maintained by 1-2
mg of daily dietary iron intake. The failure to compensate this loss
lead to iron deficiency anemia, the most widespread micronutritional
disorder worldwide today. I was particularly interested inunderstanding dietary iron absorption. Non-heme iron naturally
occurs in the insoluble Fe3+ form, whereas Divalent Metal
Transporter-1 (DMT-1), the metal transporter in human duodenum
can only transport iron in the Fe2+ form. Hence, the reduction of Fe3+
to Fe2+ is the key step for efficient non-heme iron absorption. My

1P-055 河出 来時（東京⼤学）
この度は第 18 回⽇本蛋⽩質科学会にて、ポスター賞を頂き誠に嬉しく思います。関
係者の皆様、共同研究先の Abwizbio 様、津本教授をはじめ、指導して頂いた先⽣⽅に、⼼より感謝申し上げます。
抗体は、その⾼い特異性と親和性から、研究試薬から分⼦標的医薬まで広く応⽤されています。⼀⽅、蛋⽩質のリン酸化は様々なシグナル伝達を制御する重要な翻訳後修飾の 1 つです。特定蛋⽩質のリン酸化の検出にも、しばしば抗体医薬が⽤いられます。しかし、

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⾼いリン酸基特異性を担保した抗体の作製は難しく、診断薬等に⽤いるまで磨くには、抗体のリン酸基認識機構を解明し、新たなデザイン設計指針の確⽴が必要になります。
私は、抗体のリン酸基の状態機構を、抗原複合体の X 線結晶構造解析・ITC による変異導⼊解析・分⼦動⼒学計算を⽤いて調べました。結果、結晶ではリン酸基に直接結合している残基は 2 つのみであったにも関わらず、シミュレーション中では 6 つもの残基が交代で結合する⼤規模な機構であることが⽰唆され、結晶では確認されなかった重要な残基（Hidden-HotSpot）を発⾒することに成功しました。更に、4つのリン酸基を認識する天然の蛋⽩質でも分⼦動⼒学計算を⾏ったところ、この⼤規模な認識機構は抗体固有なものであることが明らかとなりました。
今後は、本研究で明らかになった認識機構に基づき、リン酸基認識抗体の設計指針の探索を⾏っていく予定です。

なりつつあります。今後はヒット化合物の構造活性相関を追求し、より⾼活性な化合物の取得や抗菌剤としての応⽤も指向した抗菌試験を⾏う予定です。
私たちの研究対象である PPI は、細胞内外で綿密なネットワークを形成し、分化・⽣存・増殖・死と深い関わりを持っています。その PPI 制御剤の開発は、疾患関連蛋⽩質に対する分⼦標的薬のみならず、機能未知の蛋⽩質に対するプローブとしても応⽤できると⾔われています。私たちは今後も創薬基盤の構築を⽬指して PPI 制御剤の探索・最適化に関する研究を展開していきます。

1P-078 吉⽥ 浩平（東京⼤学）
この度、第 18 回⽇本蛋⽩質科学会ポスター賞にお選び頂き、誠にありがとうございました。⼼より御礼申し上げます。
私共の研究は、GPCR の⼀種であるヒトセロトニン受容体 2B（5HTR2B）に対してNanodisc 技術を駆使し、物理化学的な物性を詳細に議論することを試みております。
本発表では、異なる脂質組成を⽤いて調製した 5HTR2BNanodisc に対する基質結合測定を SPR や MST を⽤いて⾏い、5HTR2B を取り囲む脂質の物性によって基質の結合活性に差が現れることを⾒出しました。さらに、私共はこの違いを詳細に議論するために MD シミュレーションを利⽤し、脂質膜中での 5HTR2B の構造的ダイナミクスが基質結合の際に重要であることを明らかにいたしました。本研究成果はこれまでの結晶構造から得られる静的状態の情報に加えて、基質結合に関わる遷移状態の重要性を強く⽰唆する内容と考えております。今後は本研究で得られた知⾒を活かすことのできる創薬展開を⽬指したいと考えております。

1P-074 妹尾 暁暢（東京⼤学）
この度は第 18 回⽇本蛋⽩質科学会にてポスター賞を賜り、誠に光栄に思います。まずはこの場をお借りして、学会関係者の皆様、ご指導いただいている津本浩平先⽣、⻑⾨⽯曉先⽣、共同研究先の先⽣⽅、研究室の皆様に厚く御礼申し上げます。
ポスター発表では、化膿連鎖球菌が宿主感染時に⽤いる鉄獲得システムの起点となる、細胞表層蛋⽩質 Shr とヘモグロビンの蛋⽩質間相互作⽤（Protein-proteininteraction，PPI）を標的として、その PPI 阻害剤の探索に関する報告を⾏いました。今回は特に、「天然物化合物ライブラリーから SPR を活⽤して」というテーマを掲げ天然物化合物のPPI に対する作⽤を物理化学的に検証しました。その結果、様々な分⼦サイズ、⾻格を持つ化合物が PPI 阻害活性を⽰しました。多様な構造を持つヒット化合物の阻害機構を考察することで、標的 PPI の結合様式、有効な阻害戦略が明らかに

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最後に、本学会関係者の皆様に⼼より感謝申し上げます。
本学会において皆様と⾮常に有意義な議論を重ねることができ、貴重な経験を得ることができました。また、本研究を進める上で多⼤なご指導を賜りました津本浩平教授、⻑⾨⽯曉特任准教授にここに感謝申し上げます。

1P-090 平⼭ 千尋（東北⼤学）
この度は 2 年連続でポスター賞を頂くことができ、驚きとともに⼤変光栄に思っています。⾃⾝の研究に対し多くの⽅に興味を持っていただき、そして熱い議論ができた結果、頂けた受賞だと思っています。今後とも⾃分の探求⼼を⼤切にしつつも、サイエンスを楽しみたいと思います。
簡単に研究内容を紹介させていただきます。細胞内でのジスルフィド結合形成はリボソームによる翻訳合成および⼩胞体膜の膜透過とカップルして Protein Disulfide Isomerase（PDI）ファミリー酵素により触媒されることが明らかになりつつありますが、新⽣ポリペプチド鎖（新⽣鎖）の合成プロセスのどの段階でどのような作⽤機序のもと PDI ファミリー酵素が触媒しているかは未解明です。そこで私は、⾃⾝が開発したジスルフィド結合導⼊モニタリングアッセイ系を⽤いて PDIファミリー酵素である PDI と ERp46 が新⽣鎖にジスルフィド結合を導⼊する経時変化を観測することに成功しました。さらに、PDI と ERp46 が新⽣鎖と結合する様⼦を⼀分⼦レベルで可視化するために⾼速原⼦間⼒顕微鏡を⽤いた⼀分⼦観察を⾏い、重要な知⾒を得ました。今後はより深く研究を⾏う
ことで、両酵素の異なる新⽣鎖の認識機構、ジスルフィド結合導⼊能を明らかにしたいと考えています。
最後になりましたが、指導教員である稲葉教授をはじめとする稲葉研究室の皆様、共同研究先である兵庫県⽴⼤学の今⾼教授、町⽥助教、熊本⼤学の⼩椋教授、野井助教に、この場をお借りして厚く御礼申し上げます。

私は抗体医薬品の処⽅検討を合理的に⾏うことを⽬的として、抗体を溶液で保存する際の溶媒条件がどのように抗体へ影響を与えるかについて研究しています。抗体は凝集体を⽣成すると免疫原性を持ち副作⽤の原因となるため、抗体医薬品は凝集体の⽣成を抑えて安定に保存することが必要になります。
今回のポスター発表では実際の抗体医薬品でよく⽤いられる酢酸緩衝液およびクエン酸緩衝液を⽐較し、凝集性を左右する要因を抗体の分⼦メカニズムとしてまとめさせていただ
きました。クエン酸における抗体の⾼い凝集性は、クエン酸イオンの優先的な蓄積により抗体の持つ電荷が減少し、分⼦間に引⼒が作⽤した結果であるとわかりました。
今後の展開として、今回の緩衝液の⽐較だけでなく塩濃度や糖濃度を変化させたり、添加物を加えたり、またそれらを組み合わせたりと、より複雑な処⽅条件でも実験を⾏いたいと考えています。
最後になりましたが、⽇ごろから愛情こめて私にご指導いただいている内⼭進先⽣をはじめ、研究室の皆様にこの場をお借りして厚く御礼申し上げます。

1P-096 尾⼭ 博章（⼤阪⼤学）
この度は第 18 回⽇本蛋⽩質科学会ポスター賞を受賞でき、⼤変光栄に思っております。審査員の先⽣⽅、並びに年会の運営関係者の皆様にお礼申し上げます。

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1P-123 志賀 翔多（⼭形⼤学）

1P-125 渋江 怜（早稲⽥⼤学）

蛋⽩質の構造を初めて⽬にした時、とても綺麗だなと思いました。そんな蛋⽩質を、⾒るだけでなく、⾃分の⼿でいじってみた
いとも思ったため、蛋⽩質デザインを専⾨とする真壁研究室を選びました。
現在、私が⾏っている研究は、球状蛋⽩質のヒンジループのリデザインによるドメインスワッピング多量体の作製です。単量体として存在する蛋⽩質のヒンジループのリデザインによるドメインスワッピ
ング多量体の作製は成功例が少なく、⼀般的なデザイン指針は確⽴されていません。今回私達は、溶液中で単量体として存在する Outer surface protein A（OspA）をモデル蛋⽩質とし、ヒンジループのデザインを詳細に検討しました。デザインの結果、C 末端ドメイン中のヒンジループの短縮とその短縮部位に対する数個のプロリンの挿⼊により、OspA の⼆量体化に成功しました。挿⼊するプロリンの個数によって⽣じる⼆量体の量が変化する事を⾒出しました。作製した⼆量体のいくつかについて結晶構造解析にも成功し、得られた⼆量体はドメインスワッピングしていることが分かりました。これらの結晶構造から、⼆量体が優勢に存在する変異体のポリプロリン部分が、ポリプロリン II ヘリックスを形成していることが分かりました。以上の結果から、単量体として存在する蛋⽩質のヒンジループの、ポリプロリン II へリックスへのリデザインにより、ドメインスワッピング⼆量体を合理的に作製出来る可能性を⽰すことが出来ました。
蛋⽩質は、私達の⽣活を豊かにする無限の可能性を秘めていると思います。今回の受賞を励みにし、蛋⽩質を⾃在にデザイン出来る世の中の実現に向けて、今後も研究を楽しんでいきたいと思います。

この度は第 18 回⽇本蛋⽩質科学会年会において、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。常⽇頃から真摯にご指導して下さる⾚沼哲史准教授には、この場をお借りして厚く御礼を申し上げます。
私は 40-38 億年前に地球上に誕⽣した⽣物の姿の推定を、タンパク質の復元と解析によって試みています。
現存の地球上のほとんどの⽣物は 20 種のアミノ酸を⽤いてタンパク質を合成していますが、初期の⽣物が何種類の／どのアミノ酸を⽤いてタンパク質を合成していたのかは判明していません。また、初期の⽣物は 20 種未満のアミノ酸を⽤いてタンパク質を合成していた可能性が指摘されています。
それゆえ、ヌクレオシド⼆リン酸キナーゼという酵素から、1 種あるいは複数種のアミノ酸を⽋損させ、20 種未満のアミノ酸で構成された改変体を合成し、変性温度と⽐活性を測定しました。
最終的に、13 アミノ酸種から構成されるものの、⾼い変性温度と有意な⽐活性を⽰した 2 つの改変体（Arc1-13、Arc113M）を得ました。そして、それら 2 つの改変体のアミノ酸組成を⽐較した結果、11 アミノ酸種が共通しました。
その 11 アミノ酸種のうちの 7 アミノ酸種（Ala、Asp、Glu、Gly、Leu、Pro、Val）はタンパク質の安定な⽴体構造形成に寄与し、残りの 4 アミノ酸種（His、Asn、Arg、Tyr）は触媒活性に重要であることがわかりました。
さらに、安定性に関わる 7 アミノ酸種は、ミラーの実験およびマーチソン隕⽯から検出された、原始地球に存在したと推定されるアミノ酸種と⼀致したことから、本研究結果は「初期のタンパク質合成では安定な⽴体構造形成に重要なアミノ酸が⽤いられていたのではないか」という考えを⽀持するものとなりました。
今回の受賞を糧に、今後もタンパク質の研究によって、地球最古の⽣物の姿を明らかにすべく⽇々精進していく所存です。

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した。
また、本研究では 2 つの阻害剤結合型 CYP90B1 の結晶構造も決定し、詳細な阻害剤の結合様式を明らかにしました。
しかし驚いたことに、2 つの阻害剤の分⼦構造は類似しているにもかかわらず、その結合様式は異なっており、タンパク質の構造が⼤きく変化していました。今回明らかにした構造情報は、新規 BR ⽣合成阻害剤の開発に役に⽴つと考えられます。
今回頂いた賞を励みに、今後の研究に取り組んでいきたいと思います。

2P-086 ⾼瀬 安迪（奈良先端科学技術⼤学院⼤学）
この度は、第 18 回⽇本蛋⽩質科学会年会においてこのような素晴らしい賞を賜り、⼤変光栄に思います。
所属研究室では、これまでにアミノ酸配列に記述された構造形成に関わる情報の抽出を⽬的として、網羅的アラニン挿⼊変異解析を開発してきました。本解析により同定された構造エレメントは⽴体構造形成に必須の領域であり、構造エレメントの同定によりアミノ酸配列中の構造情報の解読が進むと期待されます。しかし、本解析には膨⼤な時間を要するという問題がありました。そこで、本研究では短時間での同定を実現するため、⽴体構造中の残基間コンタクトに着⽬し、アミノ酸毎のコンタクトの多寡を周囲の残基との重複体積（CV）で表すことで、CV を利⽤した予測法の開発を⾏ないました。その結果、CV プロファイルの⼤きな値を⽰す領域が構造エレメントによく⼀致することを⾒いだしました。
さらに、この事実から蛋⽩質の安定性は構造エレメント間のコンタクトによって規定されていることが明らかとなりました。この他、折り畳み初期に形成される構造領域とよい対応関係があることもわかり、構造エレメントが広く蛋⽩質の物性を決定していることを予⾒する結果となりました。
最後に、これまで親⾝にご指導くださった上久保先⽣、⼭崎先⽣、林先⽣に⼼より感謝いたします。これを励みに今後も研究に邁進し、構造エレメントがいかにして蛋⽩質の⽴体構造を規定するのかを解明したいと思います。

2P-015 藤⼭ 敬介（⿃取⼤学）
ブラシノステロイド（BR）は植物の伸⻑成⻑を促す重要なステロイドホルモンです。本研究対象の CYP90B1 は BR ⽣合成における鍵酵素であり、本酵素が触媒する位置・⽴体特異的な⽔酸化は植物⽣理学的に重要な反応であることが知られています。
また、CYP90B1 の阻害剤は、植物の成⻑を制御できる農薬としての利⽤が期待されていますが、植物由来の膜結合型 P450 の⽴体構造の報告例がないため、安価で特異性の⾼い阻害剤の開発が難しい現状を抱えています。
本研究では、コレステロール結合型 CYP90B1 の結晶構造を決定し、ドッキングシミュレーションを実施しました。その結果、基質のカンペステロールでは、コレステロールにはな
い C24 位のメチル基とヘムとの間に⽴体障害が発⽣することで、位置・⽴体特異的な⽔酸化が起こることを明らかにしま
Crystal Structure of CYP90B1-Cholesterol Complex
and Docking Simulation of Campesterol
Crystal structure

Docking simulation

2222

C24 methyl group

3.5 Å

CYP90B1

3.8 Å

3.2 Å

4.6 Å

Steric repulsion between C24 methyl group and heme
enabled stereo-specific hydroxylation of campesterol.

Crystal Structures of Three Ligand-Bound Forms
Brassinazole

Uniconazole
Cholesterol

These structures provide strategy for rational design of new plant growth agrochemicals !

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電⼦メール版ニュースレター発⾏〒562-0015 ⼤阪府箕⾯市稲 4-1-2 ⽇本蛋⽩質科学会事務局
Tel：072-729-4125／Fax：072-729-4165
E-mail：jimu@pssj.jp URL：http://www.pssj.jp/
編集責任者： 廣明 秀⼀（名古屋⼤学⼤学院創薬科学研究科）
⽩井 宏樹（アステラス製薬株式会社）

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