Vol. 13, No. 6 (2013)

日本蛋白質科学会ニュースレター

第 13 回日本蛋白質科学会年会ポスター賞受賞者コラム

本年度第 13 回年会におけるポスター賞受賞者のも 2 量体化して、シグナルが細胞内へ伝えられる方から原稿をいただきましたのでここにお知らせと考えられます。TLR8 による詳細なリガンド認識します。（演題番号順）

機構の解明はもちろん、TLR において 2 量体の再構成によるシグナル伝達機構が明らかになったのは今回が初めてであり、本研究は極めて意義深いものだと考えています。

1P-008 丹治 裕美（東京大学大学院薬学系研究科）
Toll 様受容体（TLR）は病原体

1P-009 寺坂 瑛里奈の分子パターンを認識して自然免（兵庫県立大学大学院生命理学研究科）

疫系を活性化させるⅠ型膜貫通受容体であり、そのひとつ TLR8 は微生物がエネルギーを得るた

ウィルス由来の一本鎖 RNA やイめに行う脱窒（NO3-→NO2-→

ミダゾキノリン系低分子化合物でNO→N2O→N2 への段階的還活性化しますが、今まで構造科学元）においては、中間生成物と的な研究は行われていませんでした。本研究では、して細胞毒性の高い NO が生成

TLR8 によるリガンド認識機構及びシグナル伝達される。このことから、脱窒過機構を解明するため、ヒト TLR8 細胞外ドメイン

程において NO を生成する亜硝全長について非結合型及び低分子リガンド結合型酸還元酵素（NIR）と NO を還元する膜結合型一酸の X 線結晶構造解析を行い、非結合型は分解能 2.3化窒素還元酵素（NOR）が超分子複合体を形成し、Å、リガンド結合型は分解能 2.0～2.7 Å で構造決定効率的に NO を分解することで NO による細胞損しました。その結果、非結合型およびリガンド結傷を防いでいると仮説を立てた。本研究では、こ合型 TLR8 は、いずれもリング状の TLR8 分子が Cの仮説に基づき X 線結晶構造解析による NOR-NIR末端で向かい合った 2 量体を形成していました。

複合体形成の検討を行った。NOR と NIR の混合溶リガンドは 2 量体界面の 2 箇所に結合しており、液から得られた結晶について X 線回折実験を行っスタッキング相互作用や水素結合などにより認識たところ、異なる 2 つの空間群の構造データ（そされていました。

れぞれ 4.7 Å、6.5 Å 分解能）が得られた。既知のNOR と NIR の構造を用いて分子置換を行った結果、NOR と NIR が 1:1 の割合で複合体を形成していることが明らかとなった。今回得られたデータからは、相互作用様式の異なる複数の NOR と NIR 複合体の構造が得られているが、予想される相互作用残基また、リガンド結合によって 2 量体が再構成され Cと NOR が膜タンパク質であることを考慮すると、末端同士が接近することが分かりました。生体内

図 1 に示したように、NOR の親水性ドメインとでは 2 量体の再構成に伴い細胞内の TIR ドメイン

NIR のヘム c ドメインが相互作用している構造が1

Vol. 13, No. 6 (2013)

日本蛋白質科学会ニュースレター
生体内での構造を反映していると考えられる。今後は物理化学的・分光学的なタンパク質間相互作

1P-061 森脇 由隆（東大・院農・応生工）
このたびの第 13 回日本蛋用の検出、分解能向上を目指した結晶化条件の検

白質科学会年会にてポスター討を行い、脱窒酵素による超分子複合体形成を証賞を賜り、先生方並びに運営明し、高効率な NO 還元機構を明らかにしたいと委員の方々に厚く御礼を申し考えている。

上げます。私は有機化学が盛んな東京大学の工学部化学生
命工学科出身でありながら、修士は新領域創成科学研究科、そして現在は農学

1P-060 若井 信彦

生命科学研究科で計算科学・情報科学を中心に学（東京大学大学院新領域創成科学研究科）研究の対象としているアク

んでいるという、自分でもとても不思議な経歴を

チンは筋収縮や細胞の動態にしているように思います。しかし、こうした経験関わる重要なタンパク質であから、本研究において 1 アミノ酸残基レベルでのる。アクチン繊維長の変化はア

物理化学な実験・計算により、結晶構造情報からクチン分子の動的性質に深くだけでは発見できなかった多くの現象を導き出す関わっていると考えられていことができました。昨今では生命科学の分野や解るが、分子レベルの繊維伸長メ析手法が非常に多岐にわたるようになってきておカニズムは十分解明されていない。アクチン単量り、物理学や情報科学をベースにした理論も多く体の結晶構造及び低温電子顕微鏡による繊維構造使えるようになっております。加えて、計算機のの比較からは、4 個のサブドメインで構成されるプ計算速度の向上も急速であり、理論の発展とともロペラ角と呼ばれる二面角のずれが顕著であるこに、長時間の蛋白質や動きや複雑系における生命とが明らかになっている。本研究では、単量体と活動の解析が近いうちに可能になりつつこの時代重合体（五量体、六量体、七量体）の構造をモデの流れに取り残されないよう努力していきたいとリングし、分子動力学シミュレーションを用いて考えております。

解析した。その結果、プロペラ角のヒンジ領域周辺の塩橋形成が結合しているヌクレオチドによって変化していることが明らかになった。また、繊維末端に 2 個目の ATP 結合型アクチンが重合することにより、末端構造に変化を生じることが示唆される。このことは重合における構造変化におい私は引き続き、Isd 蛋白質間でのヘムの輸送に関すて核形成と同様に、複数の末端のアクチン同士のる考察を行なっております。物質の輸送という現相互作用が重要だと示唆する。今後はより長い繊象は生命科学に普遍的なものですが、私はこのよ維構造による解析を行うと共に、ヌクレオチドのうな分子レベルでの動きの解明にとても興味を持違いによる自由エネルギー変化を求める予定であっております。輸送機構を解明するためには複合る。

体構造の推察や金属周辺の解析も必要になるため量子化学計算も必要であり、まだまだ新たに学ぶべき事が多いですが、計算と実験科学の両方に造詣が深い研究者を目指していきたいと考えております。

2Vol. 13, No. 6 (2013)

日本蛋白質科学会ニュースレター
1P-077 白石 都（九大院・農）1P-083（白石都・前列右）中澤 耕己（東工大・生命理工）（中澤耕己・後列一番右）

この度の第 13 回蛋白質科学会におきまして、ポタンパク質は、ひも状のペプチド鎖が正しくフ

スター賞を受賞できたことを大変光栄に思っておォールディングすることで初めて機能を獲得しまります。この受賞は私のこれからの研究においてす。この過程をシャペロンが助けていると言われ大きな励みとなりました。ご審査下さった先生方、ていますが、翻訳共役的なシャペロンの働きにつ関係者の方々に厚く感謝申し上げます。ありがといて細胞内で直接観察した例はこれまでにありまうございました。

せん。

生物の生命活動の上で、遺伝情報を担う DNA に本研究では、リボソームでの翻訳後にシャペロは様々な損傷が生じます。例えば、塩基の脱アミンが新生タンパク質のフォールディングを助ける

ノ化は頻繁に起こりますが、アデニンの脱アミノメカニズムを、細胞内かつ分子レベルで観察する化塩基（ヒポキサンチン）の修復経路は未だ十分ことで、生きた細胞内でのシャペロンの分子機構に解明されていません。超好熱性アーキアであるを解明することを目標としています。

Pyrococcus furiosus の細胞抽出液を用いて、ヒポキ一見すると、試験管内の実験で示唆されたシャサンチンの修復に関与するタンパク質のスクリーニングを行ったところ、ヒポキサンチンの 5’側をペロンの作用モデルを細胞内で証明し直す「だけ」切断する活性が存在することが分かりました。そと思われるかもしれません。しかし、多くの分子こで、細胞抽出液からタンパク質を精製し、質量が混みあい、各因子が複雑に関わり合いながら品分析によってそのタンパク質を同定しました。こ

質管理を実現している細胞内の環境は、シャペロのタンパク質には、ヒポキサンチンだけではなく、ン研究の新たなステージであると考えられます。

他の損傷塩基（ウラシル、キサンチン、脱塩基部

タンパク質の社会の一員としてのシャペロンの働位）にも同様に作用することも分かりました。さきを照らす研究に発展させていきたいです。

らに、同様の活性を有するタンパク質を近縁種
Thermococcus kodakarensis にも見出しました。同定したこのタンパク質はアーキアの損傷塩基除去修復に関与するタンパク質と考えられ、新たな DNA修復機構の解明が期待されます。第三の生物であ

本研究の前進にご協力いただいている、田口先生

るアーキアの生命現象はどのように営まれているをはじめとする研究室のメンバー、日独で共同研のか、中でも超高温環境下で生息する生物がどの究を進める研究者の方々に、この場を借りて御礼ような機構で自らの遺伝情報を守っているのかを申し上げます。今回のポスター賞受賞を実の伴う想像すると、わくわくするものがあります。このものとすべく、今後も研究に励もうと思います。

受賞を励みに、博士後期課程に進学して、さらに研究に励みたいと思っております。
3Vol. 13, No. 6 (2013)

日本蛋白質科学会ニュースレター
2P-097 大西 由希子

2P-110 村田 崇人（東北大・理）
我々は癌抑制遺伝子 p53 に関（兵庫県立大学大学院生命理学研究科）する研究を行っています。p53は、膨大な長さの DNA の中から特定の数十塩基配列を探索し結合するという機能を持ちます。この探索機構の詳細を明らかにすることを研究の目的としています。今回の発表では、探索機構の一つである、intersegmental transfer についての研究発表（大西 由希子・写真左）を行いました。intersegmental transfer は、DNA セ

兵庫県立大学・阪口研究室・修士 2 年の大西由グメント間を乗り移る機構でありますが、これま希子と申します。この度は光栄な賞をいただきまで実験的な検証が困難でした。そこで我々は、収してありがとうございます。評価をいただいた先縮した DNA 上における p53 の動きを観測するため生方をはじめ、ポスター発表で貴重なアドバイスの、新たな実験系を構築しました。その結果、収をくださいました多くの方々に心より御礼申し上

縮した DNA 上において intersegmental transfer を行げます。今回は学会ニュースレターに執筆の機会ったと考えられる分子の観測に成功しました。今をいただけるということで、研究内容について書後は、変異体を用いた実験や他の測定方法による実験により intersegmental transfer における p53 各かせていただきます。

ドメインの動きを解明していくことを考えていま

今回のポスターでは、中程度の疎水性配列を持す。

ったポリペプチド鎖の膜組み込みが、リボソームによって制御される準安定な段階を経て進行するという内容で発表しました。研究のきっかけは、同じ疎水性配列を持ったポリペプチド鎖でも、Cさらなる目標としては、様々な生理的要因が与え末端がリボソームから解離した場合には膜透過がる DNA 上におけるタンパク質の動きへの影響、複停止するのに対して、リボソームに結合したまま数の分子が存在する条件下におけるタンパク質一だと膜透過してしまうという偶然の発見と、教授分子の動的物性を実験的に解明していくことを考の「ビックリだ、面白い」から始まりました。こえています。

れまで、疎水性配列の膜への組み込みは、膜透過チャネルであるトランスロコンでおこる膜脂質への単純な分配現象だと考えられてきました。しか2P-114 大城 理志し、リボソームの有無による疎水性配列の運命の（東大院・新領域・メディカルゲノム）
この度は、第 13 回日本違いをうけ詳細に解析した結果、膜組み込みにリボソームが関与していることが明らかとなりまし

蛋白質科学会年会においた。今後は、「リボソームがある場合に疎水性配て、このような賞を頂き列を内腔側へ引っ張りこむ力は何か」を明らかに身に余る光栄でございましたいと考えています。

す。今回の年会の運営に携われた先生方をはじめ、関係者の方々に厚く御礼申し上げます。
今回、発表させていただきましたのは、細菌由来のアルブミン結合ドメインを模倣したヒト型蛋白4

Vol. 13, No. 6 (2013)

日本蛋白質科学会ニュースレター
質の設計に関する研究です。天然に存在する蛋白2P-121 中原 悠介

質をもとに、メディカル分野等で利用しやすい蛋（熊本大学大学院 薬学教育部）
このたび第 13 回日本蛋白質白質を設計したいと考え、この研究を博士課程 1年から始めました。

科学会年会においてポスター賞

修士課程から同じテーマに取り組んでいる方と比を受賞することができたことをべると、残された時間が非常に少なかったのです

非常に光栄に思います。私はこが、「研究分野において重要で、研究室のリソーれまでファージディスプレイ法

スを活用できて、在学中に実現可能なテーマに取と呼ばれる分子進化工学的手法り組む」、「最小の労力で理にかなった結果が反を応用した研究を行ってきまし映される実験系を組む」、「実験が上手くいかな

た。研究が全くうまくいかない時期を経験したこい時は、粘り続けるのではなく、代替案を積極的とや、悩み抜いて新しい結果を得た時の喜びを味に取り入れる」ということを常に意識し、指導教わったことで、ファージと共に自分自身も成長で員の本田先生と相談しながら研究を進めていきまきたように思います。そのような思い入れのあるした。このような意識が、短い期間でもアウトプ

研究の内容についてここで少し触れさせて頂きまットを生みだすことにつながったのかもしれませす。

ん。

発表させて頂いた研究テーマは「ファージディスプレイ法を用いた GA-pyridine に高親和性な一本鎖抗体の作製とその評価」です。私たちの研究室では GA-pyridine 等の終末糖化産物の免疫化学的な検出法の確立を目指した研究を進めております。今回、GA-pyridine に対する一本鎖抗体（AGE73scFv）に変異を導入し、ファージディスプレイ法を用いたアフィニティセレクションを行うことで GA-pyridine に高親和性で熱安定性の高今後は、研究室で身につけた構造インフォマテい変異体（V94AscFv）の作製に成功しました。現ィクスのツールに関する知識・蛋白質の物理化学

在は GA-pyridine の関与が示唆されている動脈硬的な解析手法などを活かし、新たなノウハウ（タ化症の診断薬への応用を最終目標としつつ、作製ンパク質の構造解析など）を習得しながら、メデした変異体（V94AscFv）の熱安定性の詳細な評価

ィカル分野・バイオテクノロジー分野で応用されや、さらに機能性の高い一本鎖抗体の作製を試みる新規の蛋白質の設計を行いたいと考えておりまております。

す。

最後に多数の助言やご指導を頂きました森岡弘

最後に、研究テーマを考える機会を与えてくだ

志教授をはじめとする研究室の先生方、関係者のさり、研究の全体にわたりご指導を賜りました本

方々にこの場をお借りして深く御礼申し上げます。

田先生、研究室のスタッフの皆様に厚く御礼申し上げます。今後ともご指導ご鞭撻のほど宜しくお願い申し上げます。

電子メール版ニュースレター発行〒562-8686 大阪府箕面市稲 4-1-2 千里インタ-ナショナル内 日本蛋白質科学会事務局
Tel: 072-729-4125、 Fax: 072-729-4165
E-mail: pssj@senri-inter.jp URL: http://www.pssj.jp
編集：田口 英樹(東京工業大学・大学院生命理工学研究科)
5