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兵庫県教育委員会

記者発表

兵庫県立大学

誕生途上のタンパク質が立体構造を形成する新たな仕組みを解明

 東北大学多元物質科学研究所の平山千尋博士課程学生、稲葉謙次教授(生命科学研究科、理学研究科学専攻 兼担)、東北大学学際科学フロンティア研究所の奥村正樹助教、兵庫県立大学大学院工学研究科の今高寛晃教授、町田幸大准教授、大阪大学ナノサイエンスデザイン教育研究センターの野井健太郎特任教授(常勤)、および熊本大学大学院生命科学研究部の小椋光特任教授(研究当時:熊本大学発生医学研究所教授)らを中心とした共同研究グループは、リボソームによる新生ポリペプチド鎖(新生鎖)の翻訳合成中にPDI(Protein Disulfide Isomerase)ファミリー酵素であるPDIとERp46が作用する様子を、独自に開発した検出システムおよび高速原子間力顕微鏡を用いて、世界で初めて観察することに成功しました。

発表内容要旨

 タンパク質の合成や折りたたみがうまくできなくなると、神経変性疾患や糖尿病などの疾患の原因となることが知られていますが、タンパク質が「正しい」立体構造を形成する仕組みについての理解は進んでいませんでした。本研究では、翻訳合成途上のタンパク質(新生鎖)へのジスルフィド結合導入を検出するシステムを独自に開発し、高速原子間力顕微鏡を用いた観察により、PDIファミリー酵素が新生ポリペプチド鎖(新生鎖)を認識・結合する様子を一分子レベルで可視化することに成功しました。二つのPDIファミリー酵素であるPDIとERp46間で、新生鎖に作用する機構、タイミング、効率が異なることを発見し、両酵素の機能の違いが明らかになりました。新生鎖のフォールディング補助機構の解明は、現在も国内外で活発に研究されている細胞内タンパク質恒常性維持に関する重要な知見の提供につながると期待されています。タンパク質恒常性維持機構の破綻はアルツハイマー病やハンチントン病等の神経変性疾患や糖尿病等の原因となることが知られていることからも、本研究内容は基礎分子生物学のみならず医学的にも重要な知見を与えていると言えます。