「揺らぎと生体機能」ニュースレター
No. 4926 December, 2012
業績紹介：人工カプセルでタンパク質の生け捕りに成功加藤晃一（自然科学研究機構・A01 計画研究代表者）

ー法を利用した単結晶構造解析により、世界初の「タンパク質を丸ごと閉じ込めた人工カプセル」が、用いた原料に対して 100%の効率で生み出されたことを実

論文題目："Protein encapsulation within synthetic

証した。糖で構成される親水性の有限ナノ界面が、閉molecular hosts"

じ込めたタンパク質を安定に錯体中央部に保持する役

著者：Daishi Fujita, Kosuke Suzuki, Sota Sato, Maho割を担ったと考えられる。

Yagi-Utsumi, Yoshiki Yamaguchi, Nobuhiro Mizuno,

本研究を通じて、極めて設計性の高い人工自己組織

Takashi Kumasaka, Masaki Takata, Masanori Noda,

化分子と生命分子の大胆なハイブリッドが現実のもの

Susumu Uchiyama, Koichi Kato, and Makoto Fujitaとなった。これにより、生命分子の構造・機能を精緻

雑誌巻号：Nat. Commun. 3, 1093 (2012)に解析・制御するための新規な方法がもたらされた。
例えば、限定された空間に閉じ込められることによっ

自然界ではタンパク質や DNA などの生体分子が、てコンフォメーションの揺らぎが制限されたタンパク

ウイルス殻などの巨大なカプセル状の構造体に閉じ込質の物性や活性はどのようなものであろうか？今後、められることで、その構造や機能が制御されており、本手法を応用することで、新しい生体分子の構造解析必要とされる状況が訪れるまで格納され、適切なタイ法や機能制御法への発展、および有限ナノ表面におけミングで解放されて機能を発揮することが知られている分子認識の研究に応用可能であると期待している。

る。一方、人工系では、精密構造をもつカプセル状分

本研究は、生命分子の特質を具有する自己組織化シ

子の大きさに限界があるため、タンパク質のような 3

ステムを創出するための新たな道を切り拓くものであ～10 ナノメートルサイズの巨大な分子を閉じ込める

り、今後の展開が実に楽しみである。

ことはこれまでできなかった。
私たちは、藤田誠教授（東京大学大学院工学系研究科）との共同研究を通じてこれを実現することに取り組んできた。今回、パラジウムイオン(M) 12 個と有機二座配位子(L) 24 個の、合計 36 個の構成成分から自己組織化合成した巨大な M12L24 組成の中空球状錯体を基盤[1,2]として、その内部に糖鎖の有限ナノ界面を構築し、この内面にタンパク質（ユビキチン）を丸ごと

図 1 糖鎖で構成される有限ナノ界面内に 1 分子のタンパ

包接することに成功した。

ク質を丸ごと包み込んだ錯体の形成。

M12L24 錯体は直径が数ナノメートル、分子量が 1万を超えるにもかかわらず、一義構造を有する分子であり、分子レベルで精密に設計し合成できるという特参考文献

徴を有する。あらかじめ糖で化学修飾した配位子と、[1] K. Suzuki, S. Sato, and M.Fujita, Nat. Chem. 2, 25-29

共有結合を介してユビキチンを連結した配位子とを(2010).

23:1 のモル比で混合し、パラジウムイオンを配位させ[2] D. Fujita, K. Suzuki, S. Sato, M. Yagi-Utsumi, E.

ることで、M12L24 錯体が自己組織化し、その内部にKurimoto, Y. Yamaguchi, K. Kato, and M.Fujita, Chem.

ユビキチンを閉じ込めることができた（図 1）。

Lett. 41, 313-315 (2012).

NMR を用いて拡散係数を決定し、また、超遠心分析を用いて分子量を決定することで、1 分子だけのユビキチンが包接された錯体が実際に形成されていることを明らかにした。さらに、放射光と最大エントロピ

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No. 4926 December, 2012
業績紹介：エネルギー表示溶液理論を用いた
全原子モデル分子動力学シミュレーションによる蛋白質複合体モデルの評価
北尾彰朗（東京大学分生研・A01 公募研究代表者）

参照用に結 晶構造と溶液中で平衡化し た結晶構造（XE）の 2 構造を加えた計 14 構造の評価を行い、XE
構造やそれに近い構造のエネルギーが低くなることを

論文題目："Evaluation of protein-protein docking model

示した。構造エネルギーのみに着目した場合は、ドッ

structures using all-atom molecular dynamics simulations

キングで最も評価が高いモデル（ZD、RD）のエネル

combined with the solution theory in the energy

ギーが比較的低いが、溶媒和自由エネルギーが高いた

representation"

め、トータルでは XE やそれに近いモデル構造と比較

著 者 ： Kazuhiro Takemura, Hao Guo, Shun Sakuraba,

して高いエネルギーであることがわかる。

Nobuyuki Matubayasi, and Akio Kitao

蛋白質－蛋白質の結合エネルギーは、従来の自由エ

雑誌巻号：J. Chem. Phys. 137 (21), 215105 (2012)

ネルギー摂動法では計算量が膨大すぎて評価できない。
一方、我々の計算法ではわずか 1－5 ns の複合体の MD

蛋白質が形成する複合体立体構造を予測することは計算から評価することが可能である。現在、普通に行計算機シミュレーションに課された大きな課題である

われるようになってきている 1 µs の MD に要する計算が、複合体形成の物理過程すべてをシミュレーション

機パワーを用いれば、数百の候補構造を評価することすることは今日の高速計算機をもってしても困難であが可能である。以上の結果から、本手法はドッキングる。より実用的な方法として、複合体の候補構造を多における複合体モデルの選択に有効であると結論付け

数生成し、これを評価することで、尤もらしい複合体

た。

モデルを選択する「ドッキング」
が広く行われている。
蛋白質－蛋白質ドッキングは、蛋白質のモノマー構造
から多数の複合体モデルを生成する過程と、得られた複合体モデルを評価して最適構造を選択する過程からなる。現状では、複合体モデルの評価は計算が容易な
経験的な評価関数を用いており、例えば、実験的に得られた複合体構造をも低く評価してしまうなど、しばしば評価が妥当な結果を与えないことがある。
我々は、この論文で、溶媒を露わに含めた全原子モデルを用いて結合自由エネルギーを高精度に評価する
ことにより、最適な複合体モデルの選択に関する手法を提案した。この手法では、生成した複合体モデルを基に分子動力学（MD）シミュレーションを行い、結合自由エネルギー評価を行う。本手法は、エネルギー
表示法を用いることで、最も評価が難しい溶媒和自由エネルギーを、複合体構造の短い MD 計算の結果のみ
から高速に計算できる。
我 々 は 、 本 手 法 を 二 つ の 蛋 白 質 複 合 体 、 bovine
trypsin/CMTI-1 squash inhibitor (1PPE)、RNase SA/barstar

図: 水中で平衡化した結晶構造（XE）からの RMSD
に対する(a)構造エネルギー、(b)溶媒和自由エネル
ギー、(c)エネルギーの和。

(1AY7)に適用した。複合体のモデルは、蛋白質－蛋白質ドッキングに広く用いられている ZDOCK（10 構造）と RosettaDock（2 構造）を用いて計 12 構造作成し、

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業績紹介：非平衡統計力学の様々な揺らぎの理論を F1‐ATPase に応用する
林久美子（東北大学工学研究科・A01 公募研究代表者）
論 文題目： "Protein motor F1 as a model system forfluctuation

theoriesofnon-equilibrium

statisticalmechanics"
著者：Kumiko Hayashi and Ryunosuke Hayashi
雑誌巻号：Fluct. Noise Lett. 11, 1241001 (2012).
F1‐ATPase（F1）とは、FOF1‐ATP 合成酵素の一部であり、生体モーターとして機能する最小単位はα 3

図 1. F1 の回転観察

β3γである。F1 はタンパク質回転分子モーターであり、（a）ATP 合成酵素（FOF1）および F1 の回転運動の模ATP を加水分解することで回転子であるγサブユニッ

式図.（b）実験系の模式図.（c）ATP 高濃度時（赤）とトをα3β3 リングの中心で回転させる。本論文では、

低濃度時（青）の ATP 加水分解による回転運動の様子.

非平衡統計力学における様々な揺らぎの理論を実験に応用するための生物系のモデルとして F1 は有用である、という事を提案している。
F1 は鞭毛モーターなどの他の生体モーターに比べ単純な構造を持つ。また、F1 の回転アッセイの方法も確立しており、基本的な化学反応の仕組みは明らかにされている。更に、これまでの研究から、回転電場や磁気ピンセットを用いることで F1 に操作を加える事が可能である。以上の点から、F1 が他の生体モーターと図 2. F1 への揺らぎの定理の応用

比べ、非平衡統計力学における揺らぎの理論を応用し（a）ATP 高濃度.（b）ATP 低濃度.

易い系だと 言える。本論文では、揺ら ぎの定理、Harada-Sasa 等式及び拡散の Giant Acceleration（GA）の F1 への応用を紹介した。揺らぎの定理では、ATP 加
水分解によって回転する F1 の回転角度のタイムコー
スから、駆動力の測定を行った。Harada-Sasa 等式では、
回転電場系を用いて摂動トルクを F1 に与えた時の、揺らぎと応答の関係式の破れを観測し、熱流の測定を行った。拡散の GA では、回転電場系を用いて F1 に一定の回転トルクを与え、外部トルクに対する拡散係数を計測することで、拡散の GA と呼ばれる理論的な現図 3. 回転電場系で F1 を操作する

象を実験にて観察した。

（a）回転電場系の模式図.（b）電極中心部の模式図

その化学反応に関する理解と比べ、
エネルギー
F1 は、
論に関する理解は乏しい。よって、F1 への非平衡統計力学における理論の更なる応用が期待される。
なお、本研究は林龍之介（東北大学工学研究科）との共同研究である。

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業績紹介：熱力学および分光学的手法を用いた，液晶物質のアルキル鎖のコンフォメーションのダイナミクスに関する研究
山村泰久（筑波大学・A01 公募研究代表者）

このことは、アルキル鎖のコンフォメーションの融解
は最も結晶相に近い液晶への転移で既に生じることを意味する。この変化は赤外吸収スペクトルの温度依存

論文題目："Calorimetric and Spectroscopic Evidence of性の測定結果からも支持された。アルキル鎖の融解にChain-Melting in Smectic E and SmecticA phases of

伴われる転移エントロピーはメチレン基一つあたり約

4-Alkyl-4’-isothiocyanatobiphenyl (nTCB)"

10 J K-1 mol-1 と大きく、鎖長が長くなるほどこのエン著 者 ： Yasuhisa Yamamura, Takuya Adachi, Takahito

トロピー利得が増加する。このエントロピー利得が液

Miyazawa, Katsuya Horiuchi, Masato Sumita, Maria

晶相の発現を促す一つの重要な要因であることが、本

Massalska-Arodź, Stanisław Urban, and Kazuya Saito

研究により確かなものとなった。また、本研究で得ら

雑誌巻号：J. Phys. Chem. B 116, 9255-9260 (2012)

れた転移エントロピーを整理することにより、様々な液晶相間のエントロピー変化を実験的に明らかにする

脂質などの生体分子の機能にはフレキシブルなアルことに成功し、種々の液晶の無秩序の程度をエントロ

キル鎖のコンフォメーションの揺らぎやダイナミクス

ピーを指標として理解することができた（図 2）。これが重要な役割を担っている。このアルキル鎖のコンらの成果は、今後、脂質二分子膜におけるアルキル鎖

フォメーションのダイナミクスや揺らぎが重要なのはのダイナミクスの理解に役立つものであると期待され生体物質だけには限らない。例えば、固体と液体の中る。

間相である液晶の発現に重要な役割を担っている。これは、生体物質と同様に、室温もしくはそれよりも少し高い温度で、凝集構造を維持していることからも理解できる。またアルキル鎖のだけではなく、液晶分子のダイナミクスにより液晶の凝集構造が変化するが、この支配要因を実験的に明確にすることは、液晶の凝集構造の安定性の理解に非常に重要である。
本研究では、スメクティック E 相（SmE 相）を示す
4-Alkyl-4’-isothiocyanatobiphenyl (nTCB；n は炭化水素
基の炭素の数)を取り上げ、そのアルキル鎖のダイナミ

図 1．nTCB の転移エントロピーのアルキル鎖長依存性。

クスを熱力学的および分光学的見地から調べた。SmE

結晶相(OC)−SmE 相間、SmE 相−SmA 相間、SmE(SmA)

相は、液晶相としてよく知られているスメクティック

相−等方液相間の転移エントロピーを表す。

A 相（SmA）やネマチック相（N 相）よりも秩序が高く、最も結晶に近い液晶相である。この SmE 相から分子の配向秩序が崩壊していく過程で SmA 相や N 相の液晶相が出現するが、どのようにその秩序が崩壊していくかについて実験的に明らかにされてはいなかった。
この nTCB が結晶から SmE 相、SmE 相から SmA 相、
SmE 相・SmA 相から等方液体相への転移エントロピーを測定した（図１）。SmE 相から SmA 相や等方液相に変化する際の転移エントロピーにはアルキル鎖の鎖長

図 2．棒状液晶分子における、秩序結晶から等方液相依存性は見られなかったが、結晶相から SmE 相に変化へ至る融解過程と転移エントロピー。

する過程で転移エントロピーに鎖長依存性が見られた。

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業績紹介：100 ピコ秒時間分解Ｘ線結晶構造解析で光受容蛋白質の光反応中の構造変化をとらえる
片岡幹雄（奈良先端大物質創成・A02 計画研究代表者）

これまでの時間分解ラウエ法では、差電子密度地図の変化を見ることに留まっていた。ミオグロビンのCO 光解離における CO の軌跡をたどる過程のような

論文題目："Watching a signaling protein function in real

研究にはこれで十分であるが、タンパク質の時々刻々

time via 100-ps time-resolved Laue crystallography"の構造変化を追うのには限界がある。ある時間点での

著者：F. Schotte, H.-S. Cho, V. Kaila, H. Kamikubo, N.

回折斑点には、いくつかの中間体からの情報が混在しDashdorj, E. Henry, T. Graber, R. Henning, M. Wulff, G.

ているが、これらを分離しなければ構造解析はできな

Hummer, M. Kataoka, and P. Anfinrud

い。今回、巨大結晶を用いたことで、強度測定の精度

雑誌巻号：Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 109, 19256-19261

も格段に向上し、分離が可能になった。解析の結果 4(2012)つの中間体が分離され、それぞれの構造が 1.65Å 分解
能で求められた（図 2）。世界最高の高時間、空間分解

タンパク質が働く様を原子分解能で、かつ実時間で見ることは、分子生物物理学の究極のゴールの一つで能構造解析である。今回初めて明らかになった pR0 であろう。この目的のために、NIH の Anfinrud グループ

は発色団がトランスとシスの中間的な 90°ねじれたは、シカゴ郊外にある Advanced Photon Sourse (APS)の構造になっており、異性化の遷移状態がタンパク質内BioCARS 14-IDB ビームラインに時間分解ラウエ解析

部で安定化されているという驚くべき事実が明らかにの装置を開発してきている（図 1）。原理的には 100 ピ

なった。また、タンパク質部分でのひずみの生成・解

コ秒時間分解能、空間的には原子分解能の構造解析が消、水素結合の形成・解離、水の浸入等、光反応過程できる。これまでに、CO ミオグロビンの光解離等がで生じる構造変化を詳細に追うことができるように研究されてきている。光受容タンパク質の光受容過程なった。光情報変換の分子機構の解明に迫る結果であはこの装置の有望な応用ターゲットであったが、ナノる。

秒時間分解能しか到達していなかった。筆者のグルー
プは、イェロープロテイン(PYP)の良好な巨大結晶を作製する技術を開発し、中性子結晶構造解析に成功している。この結晶を提供したことにより、今回 PYP の光反応に伴う構造変化を 100 ピコ秒から 1 秒までの時間にわたって明らかにすることができた。

図 1．時間分解ラウエ法の説明。結晶（黄色）にレー
ザー光（紫）を照射する。適当な時間後にシンクロト

図２．４つの光反応中間体の 1.65Å 分解能構造。左の

ロン放射光を照射する（白）。このＸ線は様々な波長の二つは、電子密度を上及び側面から見たもの。左から光を含む（虹色）。これが結晶により回折するため、回

3 番目のカラムは、発色団といくつかの残基の詳細。

折斑点には波長に応じて全ての反射が観測できる（斑直前の状態の構造（灰色）と重ねてある。右はタンパ

点の色が波長に対応）。

ク質全体の構造。赤い部分にひずみが生じている。

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No. 4926 December, 2012
シンポジウム報告
The 6th International Symposium on
Molecular Science of Fluctuations toward Biological Functionsの建物にある 100 名のレストランではいっぱいになる

寺嶋正秀（京都大院理・A01 計画研究代表者）

ほどの参加者に来ていただいた。Miller 教授のあいさ
つの後、北川禎三教授による乾杯の音頭で始まり、に新学術領域研究「揺らぎが機能

ぎやかに歓談が始まった。こうした場での何気ない会を決める生命分子の科学」の第 6話が、後の共同研究につながったり、研究の発展につ

回国際公開シンポジウムが、平成ながることが多い。今回も、この場が有効に働いたこ

24 年 12 月 5 日、6 日の日程で、とを主催者として期待している。

京都で開催された。このシンポジ

これが 5 年間の新学術領域研究のなかで行われる最ウムのオーガナイザーとして、本後のシンポジウムであった。せっかくここまで大きくシンポジウムの概略を報告させていただく。

活発な研究会になったので、今回で終わるのはもった

場所は、この「揺らぎと生体機能」を立ち上げたのいないことである。最後の Concluding remarks で連絡

ち第 1 回目の公開シンポジウムを行った京都テルサでしたように、来年度には本新学術領域研究のとりまとある。ここの大型会場テルサホールを借りて、舞台か

めシンポジウムが計画されているので、是非参加してら前半分をスクール形式にして講演会場に、後ろ半分いただきたい。

をポスターボードを設置しポスターセッション会場と最後に、このシンポジウムが盛会のうちに開催できした。
この周囲はホテルも多く、京都駅の近くであり、たのは、領域の事務局・藤澤さん、寺嶋研究室の秘書

交通の便が良いことで参加者にとっては便利だったのの清水さんと中曽根研究員、お手伝いいただいた学生ではないだろうか。今回は、15 件の招待講演と 98 件

諸君のお世話のおかげであるところが大きく、ここにのポスター発表があった。招待講演者は、外国人アド感謝いたします。

バイザーである R. J. Dwayne Miller 教授を含む海外からの講演者 6 名とともに、これまでの講演回数を基に

山村泰久（筑波大学・A01 公募研究代表者）

選ばれた本新学術領域の総括班メンバー、公募研究代
表者の若手研究者から選ばれた若手 3 名であった。参加者は 157 名であり、この新学術の全メンバーが 43

2012 年 12 月 5 日から 6 日までの二日間の日程で、名であることを考えると、多くの方に参加いただいた

新学術領域「揺らぎと生体機能」の第 6 回目の国際公盛会であったと言える。これは、班友のメンバーのほ

開シンポジウムが京都テルサを会場に開催された。初かにもこの新学術領域研究に直接には関係してないが日は寒い朝を迎えたのにもかかわらず、朝早くから多その研究内容に興味があって参加していただいた人がくの参加者が集まっていた。最初に、領域代表の寺嶋おられたためである。また、「揺らぎと生体機能」の領先生がこのシンポジウムおよび「揺らぎと生体機能」

域を継続的に発展させていくため重要となる若手研究のプロジェクトについての話をされた。今回のシンポ者を、養成するために昨年度から行われた若手セッジウムは、海外からの招待の先生方と国内の先生方おションも引き続いて設けられ、また座長も比較的若手

よび若手研究者の先生方の講演からなっているとの説の研究者の中から選んだ。
若手セッションでの講演も、明があった。
また、
今年は紅葉が早く始まってしまい、

他の招待講演者の講演に負けない良い発表が続いたと

せっかくの紅葉シーズンの京都を味わえないことをお感じた。また、ポスターでも、若手研究者の方が中心話しされ、Opening remarks を締めくくられていた。
初日の始めの講演は、R. J. Dwayne Miller 先生の分子となって熱心な発表と討論を繰り広げていて、今後のますますの発展が楽しみになった。

の揺らぎやダイナミクスをどのように観察するかとい第 1 日目の終わりに懇親会が開催されたが、テルサ

う主題の講演で、構造の変化における原子の動きを如6

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No. 4926 December, 2012の重みと苦労が感じられる講演であった。
初日の午後は、
まずポスターセッションから始まり、筆者も発表に当たっていたので、なかなか他の人のポスターを見に行くことはできなかったが、各所で活発な議論が行われていた。ポスターセッション終了後、引き続いて、計画研究代表者の芳坂貴弘先生により、4塩基コドンを用いて非天然アミノ酸をタンパク質の特定部位に導入する手法とその応用に関しての講演がなされた。続いて、若手の研究者の講演が 3 件続いた。
一人目の湯浅順平先生は、ユーロピウム錯体でラベル

講演の様子１。Miller 教授（左上）
、加藤教授
（右上）
、Voth 教授（左下）、岡本教授（右下）

されたタンパク質の円偏光発光の解析についての講演をされた。続いて、櫻井一正先生が、アミロイド繊維

何にしてリアルタイムに観察するかについての内容でを形成するタンパク質について、NMR を用いて横緩あった。原子の動きを動画として見ることの必要性に

和時間(R2)を測ることにより、その構造揺らぎと形成

ついての概念の説明から始まり、装置について、およ

過程についてのダイナミクスに関する講演がなされた。

び実際の試料についての結果を示されていた。構造変次の伊野部智由先生は、揺らぎが重要な役割を果たす化に伴う原子の動きを理解する上で、動画が必要な理

プロテアソームによるタンパク質の分解に関する講演

由を興味深い動画で示された。一隻のカヌーが岸に接をされた。専門が非常に遠い筆者は内容を理解するた

岸するところと最後の人が下船するところを見せた後、めの基礎知識が不足していたが、かわいらしいイラス

実際の動画を示された。予想以上の人（家族）が次か

トやアニメーションを使っての説明は概要を理解する

ら次へと下船していく様子が、会場にいた聴衆にとて上でとても助かった。初日の発表はこれで終了し、そもうけていた。装置の説明は概要のみにとどまり、時のあと懇親会が引き続き隣の建屋の朱雀で催された。

間のせいもあって、詳細が聞けなかったのが残念で講演やポスターの時以上にディスカッションが進んだあった。測定の際の試料へのダメージについての話はと思うほどとても賑やかであった。

興味深かった。今後克服しないといけない課題であろ二日目は、Philip A. Anfinrud 先生の講演から始まっう。実際の試料での測定例として、有機超電導体の一た。初日の Miller 先生と同じく、リアルタイムでタンつである EDO-TTF・PF6 塩の結晶中での分子ダイナミ

パク質分子のダイナミクスを観察するための取り組み

クスを示されていた。生体物質系よりこちらの方が筆についての講演であった。こちらの講演では、リアル者にとっては理解できる物質系であったため、興味深

タイム観察の重要性の説明にはセルゲイ・ブブカの棒くその研究成果を拝聴させていただいた。

高跳びの映像を使っていた。ピコセカンドの時間分解能で光分解による CO 脱離とミオグロビンヘムまわり

次に計画研究代表者の加藤晃一先生により、NMRを用いた糖鎖の 3 次元構造をそのコンフォメーション
揺らぎも含めたキャラクタリゼーションについての講演がなされた。引き続き、Gregory A. Voth 先生によるマルチスケールの粗視化による生体分子のシミュレー
ションについての講演があった。講演の後、座長の北尾先生を含め活発な質疑応答が行われていた。初日午前の部の最後に、計画研究代表者の岡本先生の講演があった。先生が長年取り組まれてきたタンパク質のフォールディングに関するシミュレーション研究を概観する講演であり、その仕事をされたときの計算機の計算能力に依存しているのであろうが、シミュレー

講演の様子２。芳坂教授（左上）、湯浅博士（右上）、櫻井博士（左下）、伊野部博士（右下）

ションの変遷の歴史を垣間見ることができ、この研究

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No. 4926 December, 2012
ムを通して、最先端の研究に触れ、生体物質への揺らぎの重要性をあらためて認識できたことは筆者にとって大きな収穫となった。今後の皆様のさらなるご活躍を期待します。

中野 実（富山大学大学院医学薬学研究部・A03 公募
研究代表者）
講演の様子３。Anfinrud 教授（左上）、Gardner
教授（右上）、Bemporad 博士（左下）
、上岡教授
（右下）

12 月 5 日、6 日の 2 日間、第 6 回公開シンポジウムが京都テルサにて開催されました。講演会場（テルサ
ホール）は広いホールで、後部にはポスター会場が設の構造変化の詳細が示された。引き続いて、Kevin H.

置され、移動のストレスを全く感じることなく口頭・Gardner 先生により時間分解 NMR によるタンパク質のポスター講演を楽しむことができました。また会場はPAS 領域のダイナミクスに関する講演があり、次に京都駅から徒歩で 15 分の位置にあり、全国の領域班員、Francesco Bemporad 先生による Sso AcP の凝集機構に

班友、およびその研究室員らが一堂に会するのに非常ついての研究が続いた。午前最後に、計画研究代表者に便利な場所でした。冒頭の挨拶で寺嶋正秀領域代表の上岡龍一先生の講演があった。ハイブリッドリポが話されたように、開催時には京都の紅葉の見頃は過ソームの最初の合成から、がん細胞への応用までの先

ぎてしまっていましたが、会場は最新の研究の成果の生の業績の数々をまとめて拝聴することができた。午発表に大いに盛り上がりました。

後はまたポスター発表から始まった。引き続いて、計

今回のシンポジウムでは国外から招かれた 6 名の先画研究代表者の桑島邦博先生により、シャペロニンの生の講演が行われました。R. J. Dwayne. Miller 博士は、

構造揺らぎに関する講演がなされた。水素重水素交換

数百フェムト秒の分解能をもつ超高速電子回折のデー

反応と二次元 NMR を駆使した GroES の水素交換反応

タを示されました。このレベルに到達するのに 14 年もの研究などが紹介された。次に、Peter Tompa 先生によの歳月がか かったと話されたのが印象 的でした。

り、構造的に乱れたタンパク質の構造乱れの分類につGregory A. Voth 博士は、Coarse-Graining (CG)の方法論

いて紹介された。
詳細の理解はあまりできなかったが、を詳しく説明された後、Essential Dynamics CG という

そのアプローチの方法を専門外の筆書は非常に興味深手法を用いた HIV ウィルス殻（カプシド）のヘキサゴ

く拝聴させていただいた。最後に、計画研究代表者のナル構造形成のシミュレーションを紹介されました。

片岡幹雄先生の講演があった。研究内容に入る前に、

また、Philip A. Anfinrud 博士は、150 ピコ秒の分解能のこの学術領域についての挨拶がなされた。SNase をモ
デルタンパク質とし、アラニンを挿入して、タンパク質に現れる構造や機能への効果をみることで、タンパ
ク質の構造形成、機能発現、ダイナミクスを明らかにするための研究が紹介された。最後に領域代表の寺嶋先生から、このシンポジウムに 157 人の方が参加されたことが報告された。学術領域の研究機関を振り返ってのまとめの挨拶がなされた。筆者の主な専門が生体物質系からかなり離れているため、これまでこの学術会議のシンポジウムなどに参加して勉強してきたつも講演の様子４。桑島教授（左上）、Tompa 教授（右りだが、最後までなかなか理解したとはいえないまま上）、片岡教授（下）であった。しかし、この学術領域におけるシンポジウ

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「秒」という時間の流れと、五重塔の歴史である「数百年」という時間との間には実に 10 桁ものスケールの違いがある訳ですが、この違いはちょうど、タンパクの機能に影響を及ぼす「サブナノ秒」の揺らぎと、我々がその機能を感じる「秒」の時間差に相当します。そう考えると、揺らぎと機能を結びつける本領域のプロジェクトは、我々の時間感覚と五重塔が眺めてきた京都の歴史をつなぐような壮大なテーマであるのだなぁと、ふと感じました。
講演会場。熱心な質問と討論が繰り広げられた大橋祐美子（理化学研究所・A03 公募研究代表者）

時分割 X 線回折を紹介されました。レーザーパルス励
起に伴う光活性黄色タンパク質の構造変化を明らかにされ、その変化が密度汎関数法(DFT)を用いた計算結果と完全に一致していたことには大変驚かされました。

2012 年 12 月 5 日から 2 日間、第６回国際公開シンポジウムが京都テルサにて開催されました。京都は駆測定の時間分解能を高めることの重要性を Miller 氏とけ込み紅葉見物客でさぞかし賑わっているのだろうと

Anfinrud 氏がそれぞれ“Nanook of the North”とブブカ思っていましたが、どうも紅葉時期は終わっていたよの棒高跳びの動画を用いて説明されていたのが印象的

うで、私の気づかない間に冬が到来していたようです。

でした。Kevin H. Gardner 博士は、光受容体であるフォ

会場の京都テルサは会議場とスポーツセンター、文トトロピンについて、光受容によって LOV ドメイン化センターが一体化した複合施設であり、芸術性の高と Jαへリックスとの相互作用が変化し、それがキ

い建物や内装に癒しを感じる、綺麗な会議場でした。

ナーゼ活性変化につながることを時分割 NMR を使っ

また、京都駅から徒歩圏内という、新幹線利用者にはて見事に証明されていました。Francesco. Bemporad 博

嬉しい好立地も良かったです。

士は、アシルホスファターゼの構造と活性の関係を明

さて、シンポジウム初日はこの領域の評価委員も務らかにされ、凝集に移行する前段階の native-like 状態

めておられる R. J. Dwayne Miller 先生（Univ. Hamburg）

が、部分的にアンフォールドした状態ではなく、揺らのご講演から始まりました。超高速時間分解電子線回ぎが増大した状態であることを証明されていました。

折分光法で原子レベルの揺らぎを捉えるという素晴ら

Peter Tompa 博士は、天然変性タンパク質の機能的分類

しい研究の内容に驚かされると同時に、その巧みな話を概説され、プロテオミクスリサーチから、真核生物術で会の雰囲気を和ませ、今思えばその雰囲気が最後のタンパクの 50%はアンフォールドな領域を含むことまで持続していたように思います。

を紹介されました。また、植物由来の ERD14 の in cell

初日の午後には若手班員の方々の講演があり、今回

NMR の結果から、このタンパクの分子シャペロン機は湯浅順平先生（奈良先端大）、櫻井一正先生（大阪大）、

能を説明されました。
シンポジウムではさらに領域の計画班から 6 名、公募班から 3 名の講演が行われました。また 2 日間合計
4 時間にも及ぶポスターセッションでも熱心にディス
カッションする姿が見られました。領域最後の大きなイベントとして大変充実したシンポジウムであったと感じました。
シンポジウム会場付近からは、国宝である東寺の五重塔を望むことができましたが、現在の五重塔は 1644
年に完成したものだそうです。
我々が普段感じている、

ポスターセッションの様子

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伊野部智由先生（富山大）の三名がご講演されました。

次構造を保持できないほどの大きなものだが、酵素活

湯浅先生は新たな揺らぎプローブとしてのランタノイ性を無くすことはなく、もう一方の揺らぎは天然構造

ド円偏光発光を用いた画期的な研究をご紹介くださり、を保持しながらも、アミロイド形成へと導く。この面

櫻井先生はβ２－ミクログロブリンの部分ペプチドを白い現象は、今後、自身の研究でも参考にしていきた

用い、核磁気共鳴法で得られる R2 緩和の値とアミロ

いと思いました。

イド形成傾向との関係を発見されました。また、伊野

二日間を通して、どのご講演も大いに盛り上がり、部先生はプロテアソームによる認識に関わっている、

非常に意義のある時間を過ごさせていただきました。

基質タンパク質の開始領域の揺らぎ抑えることにより、

また、ポスターセッションでもあちこちに議論の花がプロテアソーム分解を回避できることを示されました。

咲き、終始和やかな雰囲気の中進行していました。研

みなさんそれぞれ個性的でかつ素晴らしいアイデアを究の話をしながら笑い声が絶えることがない。この領お持ちで、今後の展開が楽しみな研究ばかりでした。

域の雰囲気を説明するのはまさにこういう言葉だと思

二日目は朝小雨が降り、お天気が心配でしたが何といます。

か崩れずにもってくれました。この日の講演で印象に最後に寺嶋先生が閉会の言葉を述べられる際、美し残ったのはイタリアから来られた Francesco Bemporad

い紅葉のスライドを見せていただき、このシンポジウ

先生（Univ. Firenze）の、アシルフォスファターゼの二ムで唯一足りなかった穴が埋まり、完璧な会となった

種類の揺らぎに関する発表でした。一方の揺らぎは３のを感じました。

集合写真。テルサホールにて

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A03 班岡田研究室の松田幸樹さん(D1)が 13th FAOBMB Congress で Young Scientist
Program Fellowship (JSBMB YSP Travel Felloship)を受賞
岡田誠治（熊本大学エイズ学研究センター・
A03 公募研究代表者）

際会議や展示会用に新たに創られた国際会議場で、スカイトレインの Bang Na 駅から動く歩道で移動する
便利な場所に位置している。そのため、交通渋滞のひ

平成 24 年 11 月 25 日（日）から 29 日（木）まで、

どいバンコクでも問題なく移動ができた。会場は新しタ イ 国 バ ン コ ク で 開 催 さ れ た 13th FAOBMBく One floor で会議室を移動できるので快適だったが、(Federation of Asian and Oceanian Biochemists andタイの会議では良くあるように冷房が効きすぎていて

Molecular Biologists) International Congress of

寒いのには閉口した。また、昼食会場が設定されておBiochemistry and Molecular Biology において当研究り、昼食とポスターセッションでたっぷり 2 時間とっ室の大学院生、松田幸樹さん(D1)が、JSBMB YSPていたため、タイ料理を楽しんだ後、ゆっくりと議論

Travel fellowship を受賞した。

ができ、新たな知り合いも増えた。本会議は、タイ・

FAOBMB では若手の育成に力を入れており、学会

日本を含む 21 カ国からの参加があり、アジア太平洋地に先立ち 11 月 23－25 日に Sirindhorn Science Home域の研究動向を知る良い機会であった。また、会期中において各国から選ばれた Young Scientist Program

11 月 28 日夜は、ロイクラトン（灯籠流し）祭りでバ(YSP) fellowship の受賞者等若手 30 名によるセミ

ンコク中が大賑わいだった。これは、13 世紀スコータ

ナーが行われた。参加者のほどんどがポストドクレベ

イ王朝時代、ノッパマー王妃が日々恩恵を授けてくれルであり、かなり熱心な討論が行われ、松田さんにはる川の女神へ感謝をささげるため、バナナの葉で蓮の非常に良い刺激になったようである。

花をかたどった灯篭（クラトン）をつくり川に流した

松田さんは、"The Anti-HIV-1 Infection Effects of（ロイ）ことから始まったとされる、タイ伝統のお祭

the Biscoclaurine Alkaloid Cepharanthine"という演りである。伝統を大切にするタイ人気質が感じられ、

題でポスター発表を行った。内容は、植物由来のアル

貴重な経験であった。

カロイドである Cepharanthine が細胞膜の流動性を抑制する事により、HIV-1 の細胞への侵入を抑制するというものである。細胞膜の流動性を高める Hybrid
Liposome (HL)と全く逆の効果を示していることから細胞膜の流動性の制御によるウイルス感染制御の可能性を示唆する興味深い研究結果である。
会 議 は 、 Bangkok International Trade andExhibition Center (BITEC)で行われた。BITEC は国松田幸樹さん(左）と岡田

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加藤班員らの研究成果が新聞に掲載される
A01 班、計画研究代表者の加藤晃一博士と同グループの矢木真穂博士及び東京大学大学院工学系研究科の藤田誠博士らの共同研究の成果が日経産業新聞、日刊工業新聞、化学工業日報（いずれも 10 月 3日）に掲載されました。

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上岡班長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)と吉田憲史総院長（表参道吉田病院)との共同研究
成果が熊本日日新聞に掲載されました(2012 年 12 月 11 日)。

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