令和５年７月７日
自然科学研究機構 分子科学研究所
自然科学研究機構 生命創成探究センター
高エネルギー加速器研究機構
科学技術振興機構（ＪＳＴ）
進化の過程で失った機能を復活させ、回転型分子モーターの加速に成功
～たんぱく質複合体の協奏的機能を制御する新手法～
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ポイント
- たんぱく質複合体の機能を制御するメカニズムであるアロステリーを設計する新手法「進化の過程で失った機能を復活させる」を考案し、回転型分子モーターＶ１を対象として実証した。
- 計算機を用いたたんぱく質設計により、回転型分子モーターＶ１が失ったＡＴＰ結合能を復活させて新規なアロステリーを人工的に付与し、回転速度を速くすることに世界で初めて成功した。
- アロステリーの分子機構の理解を進展させるだけでなく、工業・農業・医療分野で役立つたんぱく質の創出への貢献も期待される。
多くのたんぱく質複合体が生体内で重要な働きをしており、その複雑で協奏的な機能は、「アロステリー」と呼ばれる分子機構をもとに制御されています。新しいアロステリーをたんぱく質複合体に付与することができれば、機能を自在に制御することが可能となります。この研究は、アロステリーの一般的な理解を進展させるだけでなく、工業・農業・医療への貢献も期待されます。
自然科学研究機構 分子科学研究所（協奏分子システム研究センター）／生命創成探究センターの小杉 貴洋 助教、古賀 信康 教授（現所属：大阪大学・蛋白質研究所）は、同じく自然科学研究機構 分子科学研究所（生命・錯体分子科学研究領域）の飯田 龍也 大学院生（総合研究大学院大学、現所属：理化学研究所）、飯野 亮太 教授らの研究チームおよび高エネルギー加速器研究機構（ＫＥＫ） 物質構造科学研究所の田辺 幹雄 特任准教授らと共同で、計算機を使ったたんぱく質設計により回転型モーターたんぱく質Ｖ１（Ｖ１－ＡＴＰａｓｅ）に新しいアロステリック部位を設計することで、Ｖ１の回転速度を速くすることに成功しました。このようにたんぱく質複合体にアロステリーを付与することができたのは世界で初めてのことです。
本研究の成果は、「Ｎａｔｕｒｅ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ」誌に２０２３年７月７日（金）（日本時間）に公開されます。
本研究は、科学研究費補助金（１８Ｈ０５４２０、１８Ｈ０５４２４）、ＪＳＴ 戦略的創造研究推進事業 さきがけ（ＪＰＭＪＰＲ２０Ｅ６、ＪＰＭＪＰＲ１３ＡＤ）、日本医療研究開発機構（ＡＭＥＤ） 創薬等ライフサイエンス研究支援基盤事業「創薬等ライフサイエンス研究のための相関構造解析プラットフォームによる支援と高度化（ＰＦにおけるタンパク質立体構造解析の支援と高度化、相関構造解析への展開」（ＪＰ２０ａｍ０１０１０７１）などの支援を受けて実施されました。
＜プレスリリース資料＞
＜論文タイトル＞
- “Design of allosteric sites into rotary motor V1-ATPase by restoring lost function of pseudo-active sites”
- ＤＯＩ：10.1038/s41557-023-01256-4
＜お問い合わせ先＞
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＜研究に関すること＞
小杉 貴洋（コスギ タカヒロ）
自然科学研究機構 分子科学研究所 助教
Tel：0564-55-7379、0564-55-7382
E-mail：takahirokosugiims.ac.jp
古賀 信康（コガ ノブヤス）
大阪大学 蛋白質研究所 教授 （兼任：自然科学研究機構 生命創成探究センター／分子科学研究所）
Tel：06-6879-8597
E-mail：nkogaprotein.osaka-u.ac.jp
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＜ＪＳＴ事業に関すること＞
保田 睦子（ヤスダ ムツコ）
科学技術振興機構 戦略研究推進部 ライフイノベーショングループ
〒102-0076 東京都千代田区五番町７ Ｋ’ｓ五番町
Tel：03-3512-3524 Fax：03-3222-2064
E-mail：prestojst.go.jp
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＜報道担当＞
自然科学研究機構 分子科学研究所 研究力強化戦略室 広報担当
Tel：0564-55-7209 Fax：0564-55-7374
E-mail：pressims.ac.jp
自然科学研究機構 生命創成探究センター 研究戦略室
Tel：0564-59-5203 Fax：0564-59-5202
E-mail：pressexcells.orion.ac.jp
高エネルギー加速器研究機構 広報室
Tel：029-879-6047 Fax：029-879-6049
E-mail：presskek.jp
科学技術振興機構 広報課
〒102-8666 東京都千代田区四番町５番地３
Tel：03-5214-8404 Fax：03-5214-8432
E-mail：jstkohojst.go.jp
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