第978回 生物科学セミナー

膜タンパク質のX線結晶構造解析

村田 武士(千葉大学)

2014年06月11日(水)    16:40~  理学部3号館 327号室   

膜タンバク質の立体構造情報はドラックデザインなどの創薬に重要であるが、発現・精製・結晶 化が難しく、構造研究が遅れていた。我々は酵母を用いた膜タンバク質の発現システム、大腸菌無 細胞タンバク質合成系を用いた複合体再構成システム、有機溶媒を用いた精製結晶化技術、結晶化 を促進する機能性抗体の作製技術および共結晶化構造解析技術を開発し、複合体を含む創薬標的膜 タンバク質の X 線結晶構造解析を行うためのブラットフォームを整えてきた。この技術を使って バーキンソン病の薬剤標的であるヒト・アデノシン受容体と機能性抗体との共結晶構造解析に成功 し、新たな阻害機構を明らかにした(1)。また、膜タンバク質複合体である V-ATPase の膜リン グや回転軸、触媒頭部複合体の高分解能結晶構造解析に世界で初めて成功し、本酵素のイオン輸送 機構(2)や ATP による回転機構(3)の大枠を明らかにした。本講義では創薬標的膜タンバク質 の X 線結晶構造解析に向けた技術開発の現状について世界の動向も含め紹介する。

参考文献
(1) T. Hino et al. (2012) G-protein-coupled receptor inactivation by an allosteric inverse-agonist antibody, Nature, 482, 7384, 237-240
(2) T. Murata et al. (2005) Structure of the rotor of the V-type Na+-ATPase from Enterococcus hirae., Science, 308, 5722, 654-659
(3) S. Arai et al. (2013) Rotation mechanism of Enterococcus hirae V1-ATPase based on asymmetric crystal structures, Nature, 493, 7434, 703-707