タンパク質の膜透過システムの４次元ダイナミクスとアッセンブリ

2023 年度 研究成果報告書

• 研究領域: メガダルトン生命機能深化ダイナミクス
• 研究課題/領域番号: 21H05155
• 研究種目: 学術変革領域研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 学術変革領域研究区分(Ⅲ)
• 研究機関: 奈良先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 塚崎 智也 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (80436716)
• 研究期間 (年度): 2021-08-23 – 2024-03-31
• キーワード: 膜タンパク質

研究成果の概要

タンパク質膜透過のダイナミズムについては、いまだ不明なところが多い。本研究にて、タンパク質膜透過の４次元構造解析を進めた。ナノディスクというシステムを用いて１ユニットのタンパク質膜透過装置を準備し、高速原子間力顕微鏡を用いて観察を行った。その画像の解釈には最新のAIの技術も取り入れ、タンパク質膜透過反応時のタンパク質膜透過駆動モーターの構造変化を見出した。

自由記述の分野

構造生命科学

研究成果の学術的意義や社会的意義

解析のモデルケースとしてバクテリアの内膜・外膜を舞台とするダイナミックなタンパク質輸送を研究材料に、その基本原理の解明を目指しました。タンパク質の膜透過・膜組み込み過程は、生物に必須の細胞内機構の一つです。バクテリアでは内膜にSecトランスロコン（SecYEG）を中心とした複合体が存在し、Secトランスロコンをハブとするタンパク質輸送を担っています。この機構の解明は当該学術分野の最重要課題であり、異分野融合による精緻な解析を進めました。