2021 年度研究成果報告書

次世代の高磁場生体固体ＮＭＲ法の開発とアミロイドとリガンド相互作用の構造生物学

研究課題

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研究課題/領域番号	15K21772
研究種目	国際共同研究加速基金(帰国発展研究)
配分区分	基金
研究分野	構造生物化学
研究機関	東京工業大学
研究代表者	石井佳誉東京工業大学, 生命理工学院, 教授 (40799045)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2022-03-31
キーワード	固体NMR / 構造生物学
研究成果の概要	本研究では、構造生物学の分野で進展が著しい固体NMRの次世代測定法開発とアミロイド構造生物学への応用を3つの課題を通して行った。NMR法の根本的問題である感度と分解能の問題を解決するため、(1) 超高速マジック角回転(MAS)法を使った微量生体試料観測のための固体NMR法と(2) 分解能向上のための高次元固体NMR法を開発した。 (3)アルツハイマー病に関連したアミロイドとリガンド分子の相互作用の構造生物学の進展を図った。例えば茶由来カテキンEGCGと結合したアミロイドの構造が結合部位と想定される側鎖以外は大きく変化しないことが示唆された。本研究を通し生体試料の固体ＮＭＲの大きな進展を得た。
自由記述の分野	固体NMR、構造生物学、アルツハイマー病
研究成果の学術的意義や社会的意義	課題(1)では、超高速MAS法を使った感度増加法を開発し、従来法では検出限界以下である数nmolの試料での測定を可能とすることを示せた。課題(2)では、構造の不均一性のため従来法では信号帰属が困難であった繊維状Aβ42アミロイドに対して、４次元固体NMRが2日程度で測定できることも示せた。この手法から得られる高分解能により、３次元固体NMRデータと併せてこの試料の信号の完全帰属と２次構造解析が可能となった。また課題(３)では、微量の抗体とタンパク質GB1の複合体試料から抗体の結合によりGB1の構造が大きく変化することを示した。抗体医薬等への応用も将来的に可能な技術と考えられる。