本連載では、研究者の方との対談形式を取り、研究内容をわかりやすく解説することをコンセプトとし、研究者個人にもフォーカスをあてた内容を目指しています。
連載第4回は、ヘテロ界面チームです。同チームは、無機化合物と有機生体高分子を組み合わせることにより、新技術・新材料の開発を目指しています。最近では、ゼオライトを用いてタンパク質の立体構造を修復する技術を開発しています。今回は、タンパク質の修復技術について取材すると共に、専門分野の異なるメンバーが集うチーム内のコミュニケーションについて、角田チーム長と4人のポスドクの方を交えて伺いました。
なお、本文中の アイコンは、3ページの‘研究キーワード’に掲載された専門用語を示していますので、そちらも合わせて御参照ください。
角田さん） 酵素などのタンパク質は様々な化学反応に利用できるポテンシャルを持っていますが、タンパク質自体を化学合成で作ることは難しいのです。そのために、大腸菌を利用したタンパク質の合成方法が利用されていますが、この方法では、立体構造が壊れたタンパク質が大量にできてしまいます。このようなタンパク質は不溶性で、本来持つべき機能を失っています。そこで、壊れたタンパク質の立体構造を修復して活性化する必要性が生まれてくるのです。
冨樫さん） タンパク質の立体構造を修復する方法は、すでにいくつか考案されていますが、どの方法も、１）凝集した不溶性のタンパク質を、タンパク質を可溶化する薬剤（変性剤）を使って溶かす、２)その変性剤を徐々に取り除く過程でタンパク質の立体構造を本来の形に修復し、活性化させる、という基本的な原理は変わりません。すでに開発された方法の中で代表的なものに希釈法があります。この方法は、溶液中の変性剤を希釈することにより薄め、変性剤の濃度を低くする過程で、タンパク質の構造を修復する方法です。ただ、この方法を産業化するとなると大変です。たとえば、1tのタンパク質溶液を希釈するのに、何百tの希釈液を用意するスペースが必要になります。これはあまり現実的な方法ではないですね。この他の方法も産業化を考えると一長一短です。 |
一方、私たちが検討しているゼオライトを用いたタンパク質の構造修復法（ゼオライト法）は、ゼオライトの性質を利用したものです。ゼオライトはタンパク質をよく吸着するので、タンパク質を吸着させている間に変性剤を洗い流すことができますので、大量に希釈溶液を用意する必要はありません。その後、タンパク質をゼオライトから引き離す薬剤を添加して立体構造を修復するのですが、この薬剤もタンパク質へのダメージが少ないものを利用しています。すなわち、ゼオライト法は、希釈法に比べて省スペースで操作ができる上、タンパク質を修復する能力も高いのです。
 使用しているゼオライトや薬剤は決して高いものではないので、コストパフォーマンスも優れていますね。
角田さん） 加えて、この方法は、様々なタンパク質で使うことができます。条件設定が幅広くできるので、タンパク質の多様性に条件の多様性で対応することができます。
ゼオライト法の応用例としてはどのようなものがありますか？
奈良さん） それぞれのタンパク質に適した修復条件を検討するキットの開発をしています。このキットは、異なる修復条件の操作を同時に行い、それぞれの結果を検討して、対象のタンパク質に合った条件を見出すことができます。もっとも、このキットの特徴は、1 回の操作で回収できるタンパク質の量が非常に多い点にあります。研究レベルであれば、1 回の生化学実験に必要な量のタンパク質をこのキットで容易に回収できると考えています。
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