核磁気共鳴法による膜タンパク質のin situ機能解明

2022 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17H06097
• 研究種目: 特別推進研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所 (2019-2022); 東京大学 (2017-2018)
• 研究代表者: 嶋田 一夫 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, チームリーダー (70196476)
• 研究分担者: 上田 卓見 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 准教授 (20451859) ; 竹内 恒 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究グループ長 (20581284) ; 西田 紀貴 千葉大学, 大学院薬学研究院, 教授 (50456183)
• 研究期間 (年度): 2017-04-25 – 2022-03-31
• キーワード: 核磁気共鳴法 / Gタンパク質共役型受容体 / イオンチャネル / 多剤耐性トランスポーター / 動的構造平衡

研究成果の概要

本研究では、高分子量タンパク質の動的構造を生理的in situ条件下において解析するための様々な新規NMR手法を開発し、それらの手法をGタンパク質共役型受容体（GPCR）・イオンチャネル・多剤耐性トランポーターなど生物学的に重要な膜タンパク質に適用した。その結果、動的構造情報に基づいてこれら膜タンパク質の機能発現・制御メカニズムを解明することに成功した。

自由記述の分野

構造生物学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、生命現象で重要な役割を果たす膜タンパク質が、構造平衡を介して機能を発揮することを示した。創薬標的タンパク質の動的構造と機能を直接結ぶ我々の研究は、X線結晶解析やクライオ電子顕微鏡、AlphaFold2によってタンパク質の3次元構造決定を目指す研究が隆盛する現在において、タンパク質の機能解明にはダイナミクス、特に時間軸を考慮する必要性を示している点で学術的意義が高い。また、動的構造を制御するような新たな創薬点を提示する点において、社会的な意義が高い。