産経WEST

【坂口至徳の科学の現場を歩く】神の眼レベル…酵素の構造を解析、体内と同じ常温・原子分解能で 京大・理研など、X線自由レーザーで

産経WEST 産経WEST

記事詳細

更新

【坂口至徳の科学の現場を歩く】
神の眼レベル…酵素の構造を解析、体内と同じ常温・原子分解能で 京大・理研など、X線自由レーザーで

常温で行った、連続フェムト秒結晶構造解析(SFX)とシンクロトロン結晶構造解析(SRX)の結果の比較。SFXでのみ検出された水分子(紫色)と、SRXでのみ検出された水分子(水色)。中心部の酵素の活性を示す部位ではSFXで検出された紫色の水分子が多く存在している(桝田哲哉・京大助教提供) 常温で行った、連続フェムト秒結晶構造解析(SFX)とシンクロトロン結晶構造解析(SRX)の結果の比較。SFXでのみ検出された水分子(紫色)と、SRXでのみ検出された水分子(水色)。中心部の酵素の活性を示す部位ではSFXで検出された紫色の水分子が多く存在している(桝田哲哉・京大助教提供)

 高いエネルギーを持つX線自由電子レーザーの超短時間照射を繰り返す方法を使い、タンパク質の結晶構造を生体内にあるときと同じ常温で、原子が見分けられる程度の精細さで解析することに、京都大学大学院の桝田哲哉・農学研究科助教、岩田想・医学研究科教授(理化学研究所グループディレクター)、菅原道泰・理化学研究所特別研究員、鈴木守・大阪大学蛋白質研究所准教授、登野健介・高輝度光科学研究センターチームリーダーらの共同研究グループが成功した。通常、結晶構造解析では試料の破損を防ぐため、照射前に急速に結晶を凍結しており、それによって結晶の収縮や、使用する抗凍結剤などの人工的な影響が加えられることもあった。今回の成果により、創薬のさいに薬が作用するようすなどを精密に突き止められるうえ、機能性材料の開発などにも貢献しそうだ。英科学誌「サイエンティフィックリポーツ」(オンライン版)に掲載された。

■医薬品や機能性素材の設計開発…幅広い応用利用に期待

 研究グループは、X線自由電子レーザー施設「SACLA」(兵庫県佐用町)で、レーザーを10フェムト秒(100兆分の1秒)以下で照射し、それを繰り返して結晶構造を解析する手法を使い、タンパク質を分解する作用がある「プロテイナーゼK」という酵素を調べた。実験では、常温でもできるように、その微小な結晶を高粘性のセルロースと混ぜて装置から噴出させ、それぞれの結晶に自由電子レーザーを照射して、8万2000枚のイメージ(回折イメージ)データを連続的に収集した。その結果、原子が結合している距離に相当する1・2オングストローム(100億分の1メートル)の分解能で初めて構造決定をすることができた。

続きを読む

「産経WEST」のランキング