2020 年度研究成果報告書

電子顕微鏡によるタンパク質折り畳み機構の解明：含重原子構造体による構造標識法

研究課題

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研究課題/領域番号	19K22252
研究種目	挑戦的研究(萌芽)
配分区分	基金
審査区分	中区分37:生体分子化学およびその関連分野
研究機関	京都大学
研究代表者	藤田大士京都大学, 高等研究院, 准教授 (20713564)
研究期間 (年度)	2019-06-28 – 2021-03-31
キーワード	タンパク質
研究成果の概要	タンパク質の近傍空間を化学構造体により取り囲む、すなわち空間的な修飾を施すアプローチにより、内部に包接したタンパク質を安定化、その構造解析を行う事を目指した。モデルタンパク質としてクチナーゼ様タンパク質を用いその安定化効果を検討したところ、熱、変性剤、有機溶剤に対して著しい安定化が得られた。特に有機溶剤に対しては1000倍を超える安定化効果が得られた。有機溶剤濃度を90%まで上昇させ室温で静置した所、内部のタンパク質の変性は観測されたものの、凝集等が生じることもなく、有機溶剤濃度を低下させれば再びリフォールディングが生じた。すなわち仮説通り、フォールディングの中間状態安定化に成功した。
自由記述の分野	化学
研究成果の学術的意義や社会的意義	タンパク質のフォールディング機構は、未だにわかっていないことが多い。研究の困難さの一つは、フォールディング途中の構造を、観測のために留め置くことができないためである。多くの場合、フォールディングの中途状態は疎水面が露出しているなど不安定なため、そのままでは凝集してしまう。自然界では、シャペロニンタンパク質と呼ばれる、正しいフォールディングを助ける役割のタンパク質が存在する。今回の研究は、合成した化学分子にて、シャペロニンタンパク質に相当する孤立空間を作成、狙い通りに中間状態を安定化することに成功した。