| 研究課題/領域番号 |
19K06604
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| 研究機関 | 公益財団法人サントリー生命科学財団 |
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研究代表者 |
山本 竜也 公益財団法人サントリー生命科学財団, 生物有機科学研究所・統合生体分子機能研究部, 研究員 (70437573)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | タンパク質 / 動的構造解析 / 重水素交換 / 質量分析 / 解析ソフトウェア |
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| 研究実績の概要 |
タンパク質構造やその変化は機能と密接な関係にあるが、活性を含む定量的なデータを十分に説明できていない。主な理由は、現在の構造解析が本来とは異なる生物を使った大量発現系を用いていること、それに付随した翻訳後修飾情報の喪失、溶液構造解析可能な対象が少ないこと、複数タンパク質の一斉解析が困難であることなどである。それらを克服するため、申請者は微量かつローカルな構造変化を捉えることができる質量分析法とH/D交換（HDX）を使った新しい切り口による手法開発を続けてきた。
新しい研究手法であるHDXクラスター解析の解析ソフトの一般化と高度化(高速化、自動化、新アルゴリズム実装)を進めた。その一端としてMALDIイオン化を用いたHDXの一般的な解析までの部分をフリーソフトウェア”ScipasDX”としてリリースし、論文としてMass Spectrometry誌に採択された。本ソフトウェアを使用することで市販のMALDI-TOF MSを使って誰でもHDXの解析を高速かつ高精度に行うことが可能となり、専門的な解析知識やHDXに特化した高額装置がなくてもタンパク質の動的構造について解析することが可能となった。その結果専門でない生化学者がタンパク質－低分子化合物間、あるいはタンパク質間相互作用部位の決定などを容易かつ低コストで知ることができるようになった。
また大きな構造変化が活性に大きく寄与することが分かっているAdenylate kinase1(AK1)の精製試料を使ってHDXクラスター解析を用いた実験を開始した。この実験は構造の動きを水素クラスターの変化を通じて観察することで酵素機能に必須な構造変化の解明を目指すもので、本年度は実験条件の決定まで終了した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
新しい研究手法であるHDXクラスター解析の一般化と高度化の一端としてソフトウェア開発を行っており、MALDIイオン化を用いたHDXの一般的な解析までの部分をフリーソフトウェア”ScipasDX”(java言語使用)としてリリースした。その詳細は論文としてMass Spectrometry誌に採択された。
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| 今後の研究の推進方策 |
新しい研究手法であるHDXクラスター解析の更なる高度化と一般化を進める。データセットのスワッピングを利用してデータ数を増やすことで結果の信頼性を上げたり、計算そのものの実行をコマンドからヴィジュアル主体にしたりすることで一般化を推し進める。その結果として微量タンパク質の動的構造解析を簡単な実験で深く知ることができるようになる。また実際の試料を使ってその重要性を確かめる。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
COVID-19による試薬やキットの遅延を受けて2020年度に行う予定だったソフトウェア開発を本年度に前倒しして行ったため、実験関連の購入が一部2020年度に移った。
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