2023 年度研究成果報告書

タンパク質の「籠」を利用した膜タンパク質の新規構造解析手法の開発

研究課題

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研究課題/領域番号	21K06041
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
審査区分	小区分43020:構造生物化学関連
研究機関	国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 (2022-2023) 慶應義塾大学 (2021)
研究代表者	阿久津誠人国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 有人宇宙技術部門, 主任研究開発員 (00785206)
研究期間 (年度)	2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード	単粒子解析
研究成果の概要	水溶性タンパク質を籠の内部に閉じ込めることに成功し、その精製法も確立させた。高分解能の解析とまでは到達できなかったが、籠の内部に閉じ込めた標的たんぱく質について、クライオ電子顕微鏡を用いた単粒子解析法による構造決定で確認することができた。籠の内部に膜タンパク質を配置するには困難が予想されたが、ミトコンドリア内膜の構造骨格として機能する一回膜貫通型の膜タンパク質を内包した籠を調製することに成功した。モデルによる予想では約40 kDa程度まで調製可能であるため、創薬ターゲットとなるような七回膜貫通型Gタンパク質共役受容体の調整の可能性も考えられるため、有用な方法になりうる可能性が示唆された。
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	膜タンパク質は全ての生物において重要な役割を果たしており、配列決定されたゲノムに含まれる遺伝子の約30％が膜タンパク質をコードしている。しかし、膜タンパク質の機能および構造の研究は未だ限定的である。本研究では、膜タンパク質を籠タンパク質との融合タンパク質として作製し、籠タンパク質の自己組織化能を利用することで、膜タンパク質を内包した籠を調製することに成功した。膜タンパク質の構造解析において、創薬研究への利用をも見据えた汎用性のある効率的な新技術になりうる可能性が示された。