Research Results 研究成果
九州大学大学院理学研究院の松森信明教授と理学府博士后期课程2年稲田壮峰大学院生の研究グループは、福井大学医学部の老木成稔教授の研究グループと共同で、膜タンパク质に相互作用する脂质を简便に特定する方法の开発に成功しました。
生体膜には数千种类に及ぶ多様な脂质が存在しますが、なぜこれほど多様な脂质が存在するのか、その意义は解明されていません。一方、生体膜には膜タンパク质と総称される様々なタンパク质が埋まっています。膜タンパク质は、エネルギー生产、物质输送、情报伝达など生命の维持に不可欠な役割を担うだけでなく、市贩薬の半数以上が膜タンパク质に作用することから、医薬品开発の観点からも重要な研究対象です。近年、脂质がこれらの膜タンパク质と相互作用することで膜タンパク质の构造や机能を制御し、ひいては细胞の机能に影响を与えることが判明しています。しかし、膜タンパク质に作用する脂质を特定する方法がほとんどなく、数千种も存在する脂质の中から、どの脂质が膜タンパク质の働きに関係しているのかを绞り込むことは困难でした。
私たちは、表面プラズモン共鸣法と呼ばれる方法をベースとし、膜タンパク质と脂质の相互作用の强さを简便に评価する方法の开発に成功しました。本手法では、センサー表面を比较的短い炭素锁の膜で覆い、ここに膜タンパク质を多少埋もれた状态で结合させます。この炭素锁の膜によって、より多量の膜タンパク质をよりセンサー表面に结合できるようになり、さらに不安定な膜タンパク质を安定化させることができました。これにより脂质と膜タンパク质の相互作用をより高い感度で検出可能となりました。この方法を用いて膜タンパク质に强く相互作用する脂质の特定に成功し、その脂质が膜タンパク质の性质に影响を与えていることを确认しました。今后、この方法を多くの膜タンパク质に适用することで、どのような脂质が膜タンパク质の机能を制御しているのかを明らかにすることができ、「なぜこれほど多様な脂质が存在するのか」という生物学の大きな谜の解明につながると期待されます。また、脂质の代わりに薬を使用すれば、膜タンパク质と薬の相互作用も解析できることから、医薬品开発への応用も期待できます。本研究は科研费(闯笔15贬03121)などの支援を受けました。
本研究成果は、平成31年2月1日(金)に、学術誌「Analytica Chimica Acta」のオンライン版で公開されました。
図:炭素锁で表面を覆ったセンサーの上に膜タンパク质を固定し、脂质との相互作用をモニタリングする。脂质は水に溶けにくいので、洗剤のような界面活性剤と混ぜて水に溶かしている。膜タンパク质に対する脂质の付き方や离れ方から、その结合の强さを评価することができる。
幼少期に医疗に救われた身として、测定技术开発という形で医疗に何らかの恩返しができそうであることは、私の悲愿です。「身近な痒いところ」であった生体膜の谜にやっと手を届かせる本手法は、脂质の多様性の意义の解明のみならず、新薬の开発を含めて医疗へ贡献していくと期待しています。これまで支えてきた全ての方々に厚く感谢申し上げます。(稲田)