「揺らぎと生体機能」ニュースレター
No. 1826 May, 2010
業績紹介：天然変性タンパク質オステオポンチンの NMR 解析
加藤晃一（自然科学研究機構・A01 計画研究代表者）
山口芳樹（理研・糖鎖構造生物学研究チーム）が確認されたが、CD を利用したグアニジン滴定実験の結果から、OPN は生理的溶液条件下では何らかの高次構造を保持していることが示唆された。この問題についてさらに探究するために、常磁性効果を利用した
NMR 解析を実施した。具体的には、C 末端にヘキサヒ論 文 題 目 ： "NMR characterization of intramolecular

スチジンタグを付加した OPN の溶液に Mn2+を添加し、interaction of osteopontin, an intrinsically disordered

NMR ピークの広幅化を観測した。常磁性効果による

protein with cryptic integrin-binding motifs"

NMR の緩和促進はヘキサヒスチジンタグに結合した

著者：Yoshiki Yamaguchi, Shinya Hanashima, Hirokazu

Mn2+からの距離に依存するため、OPN の C 末端近傍

Yagi, Yutaka Takahashi, Hiroaki Sasakawa, Eiji Kurimoto,に由来するピークは顕著な広幅化を示したが、興味深

Takeshi Iguchi, Shigeyuki Kon, Toshimitsu Uede, Koichi

いことに分子の中央部を飛び越えて N 末端側の部分にKatoも有意なピークの広幅化が観測された（図 1）。これに

雑誌巻号：Biochem. Biophys. Res. Commun. 393, 487-491

より、OPN は溶液中で C 末端部が N 末端側に空間的(2010)に近接するようなコンフォメーションを取り得ることが明らかとなった。OPN がトロンビンによる切断をう

オステオポンチン（OPN）は、もともと骨基質におけると、このような分子内相互作用が消失し、その結いて見出されたタンパク質であるが、その後、様々な果、インテグリンが OPN 上の結合部位に対してアプロ組織や体液中において存在がみとめられ、骨吸収、免ーチし易くなるのかもしれない。

疫応答、炎症、腫瘍転移など多様な生命現象に関与しOPN は発現組織に依存したリン酸化や糖鎖修飾をていることが明らかとなっている。本タンパク質は分うけることが知られており、こうした翻訳後修飾を通子の中央部にインテグリン結合配列を有しており、細じて OPN の分子内相互作用が影響をうけ、これによっ胞外マトリクスタンパク質として細胞接着性を介したて本タンパク質の組織特異的な機能調節が行われてい生体機能調節を行っていることが明らかとなりつつある可能性もある。

る。OPN はインテグリン結合配列の C 末端側近傍にトロンビンによる切断される領域を有しており、この切断をうけるとインテグリンに対する結合活性が上昇する。また、OPN はインテグリンの他に、CD44、へパリン、ヒドロキシアパタイトなど様々な生体成分と結合することが知られている。
これまでの核磁気共鳴（NMR）や円二色性（CD）を利用した分光研究の結果、OPN は生理的な溶液条件下においても特定の二次構造を持たない天然変性タンパク質の１つであることが報告されている。本研究では OPN のこうした性質に着目し、NMR を用いて分子内相互作用と運動性の解析を行ったもので、OPN の溶液構造をより詳細に検討する目的で、マウス OPN（278
常磁性効果を利用した OPN の NMR 解析。Mn2+残基）およびトロンビン切断の結果生じる N 末端側フ図１ラグメント（OPN-N: 137 残基）を対象に、主に安定同を配位したヘキサヒスチジンが遊離のペプチドとして位体標識を利用した NMR による解析を行っている存在する場合（上）と、OPN の C 末端に付加された場合（下）の一部の Leu シグナルの広幅化を示す。

OPN と OPN-N はいずれも天然変性状態にあること1

「揺らぎと生体機能」ニュースレター
No. 1826 May, 2010
業績紹介：ストレス応答タンパク質 ARMET の立体構造とダイナミクス
山口芳樹（理研・糖鎖構造生物学研究チーム）
加藤晃一（自然科学研究機構・A01 計画研究代表者）

る球状タンパク質で報告されている値とおおよそ一致していることからも、両ドメインは柔軟なリンカーでつながれており、それぞれ独立に運動していることが明らかになった。
これらの立体構造とダイナミクスに関する知見は、

論文題目："Solution Structure and dynamics of mouse

ARMET の生理機能を明らかにするうえで重要である。

ARMET"
著者：Jun Hoseki, Hiroaki Sasakawa, Yoshiki Yamaguchi,
Momoe Maeda, Hiroshi Kubota, Koichi Kato, Kazuhiro
Nagata
雑誌巻号：FEBS Lett.584, 1536-1542 (2010)
ARMET は小胞体ストレスによって誘導されるタンパク質であり[1]、細胞の生存を維持するために必須であることが示されている[2]。しかしながら、本タンパ
ク質がストレスから細胞を守る分子メカニズムについては現在も不明である。そこで我々は、まず ARMETの水溶液中の立体構造を 920MHz NMR 装置を用いて決定した。ARMET は全体的にα-へリックス構造で形成されており、２つのドメイン（N-ドメインと C-ドメN-ドメインイン）から構成されていることが明らかとなった。両ドメインの表面は正電荷を帯びており、ARMET は負に帯電した分子と相互作用することが予想された。また ARMET の限定分解を行ったところ、トリプシンはARMET の N-ドメインと C-ドメインをつなぐリンカーC-ドメイン領域を切断することが明らかとなった。このことから、ARMET の両ドメインをつなぐリンカーは柔軟であることが予想された。
詳細に ARMET の動的性質を調べるために、ARMETの 15N 緩和解析を 920MHz NMR 装置を用いて行った。

図: ARMET のダイナミクス解析(A) 15N スピン‐格子緩和時間(T1)(B) 15N スピン‐スピン緩和時間(T2)
図 中 に NMR に よ っ て 決 定 し たARMET の立体構造を示す。
参考文献

それぞれのドメイン内のアミノ酸残基の主鎖アミド窒素の 15N スピン‐格子緩和時間（T1）はおおよそ同程度の値を示したが、N-ドメインのアミノ酸残基の T1の平均（0.97 s）は C-ドメインの T1 の平均（0.72 s）と比べて長いことが判明した。同様の傾向はスピンースピン緩和時間（T2）にも当てはまり、N-ドメインの残[1] N. Mizobuchi et al., Cell Struct. Funct. 32, 41-50

基の T2 の平均（53 ms）は C-ドメインの残基の T2 の平(2007).

均（77 ms）よりも短いことが判明した。N-ドメインの[2] A. Apostolou et al., Exp. Cell Res. 314, 2454-2467

T1/T2 の平均（19.4, NOE > 0.6）と C-ドメインの T1/T2(2008).の平均（9.5, NOE > 0.6）は他の同程度の分子量からな

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No. 1826 May, 2010
国際シンポジウム報告：The 1st Frontier Technology of Stem Cell Therapy
Conference and Workshops (Suranaree University of Technology, Thailand)
岡田誠治（熊本大学エイズ研・A03 公募研究代表者）

会議は、タイ国スラナリ技術大学生命科学部が中心で運営され、タイ全土から幹細胞研究者と臨床医が集まった。海外からは、日本の他に台湾とシンガポール

3 月 22 ｰ 26 日、タイ国スラナリ技術大学(Suranareeから研究者が招待された。米国、中国などからも参加

University of Technology）[1]において第 1 回 Frontier

予定であったがタイの政治的混乱のために直前にキャTechnology of Stem Cell Therapy Conference andンセルされたのは残念であった。会議では、3 日間のWorkshops[2]が開催され、招待講演を行う機会を得た。

講演と学生によるポスター発表が行われ、その後若い

近年、タイは若手研究者の養成に力を入れており、研究者向けに幹細胞を用いた実習を行う Workshop が1996 年から国王即位 50 周年を記念して、The Royal開催された。

Golden Jubilee (RGJ) Ph.D. Program [3]が開始された。

私は、”Establishment of Stem Cell Therapy Model

このプログラムは、最初の 15 年間で 5000 人の優秀なand Applications in Medicine"という演題で招待講演

Ph.D を養成し、25 年でタイの科学研究レベルを世界を行い、ヒト幹細胞研究における高度免疫不全マウストップレベルに持って行こうというものである。特に、の有用性についての議論を行った。造血幹細胞療法の博士課程の学生を海外の研究室に派遣し、共同研究を基礎と臨床、間葉系幹細胞、ES 細胞、iPS 細胞などに通して将来のタイの科学を背負って立つ人材の育成についての講演があり、タイにおいてもこれらの研究や力を入れている。私の研究室でも、この 3 年間でタイ

臨床応用の試みがかなり進んできていることが判り、から 3 人の博士課程学生を受け入れてきたが、彼らは興味深く拝聴した。

総じて聡明で研究熱心である。

会議では熱のこもった議論がなされ、特に大学院生

Suranaree University of Technology は、1989 年が積極的に参加しているのが印象的であった。タイは創立の比較的新しい国立大学であるが、特に研究面に現在かつてない政治的混乱のさなかにいるが、一刻も力を入れており、タイ教育省による大学評価では、チ早く収束することを願っている。また、今後も両国のュラロンコン大学やマヒドン大学と同様タイで第 1 位

友好と科学技術の発展に寄与していきたいと考えていにランクされている。近年、生命科学に力を入れておる。

り、最近医学部も開設されている。また、国際交流に参考 URLも積極的で、2009 年に熊本大学医学教育部とも部局[1] http://web.sut.ac.th/sutnew/sut_en/

間交流協定を結んでいる。

[2]http://science.sut.ac.th/stemcellworkshop/about_en.html[3] http://rgj.trf.or.th/eng/rgje11.asp

会議中スラナリ技術大学博士課程学生と講演風景

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No. 1826 May, 2010
上岡班長・岡田班員らの研究成果が新聞に掲載される。
A03 班「揺らぎと機能」の班長である上岡龍一教授(崇城大学)および班員の岡田誠治教授(熊本大学)の共同研究成果が熊本日日新聞に掲載されました(2010 年 4 月 29 日)。

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