ト ン 非部位特異的ア テ ッ 効果
－ ン 質 機能発現機構 新しい可能性－
名古屋大学 大学院情報科学研究科 高柳昌芳特任助教 栗崎以久男特別研究員(日本 学術振興会) 長岡正隆教授 高酸素(O2)分圧下 水溶液中 ト
ン(HbA) O2 対し 非部位特異的 ア テ ッ 効果 示 こ 初 明 しました こ 発見 大規模分子 ン 通し 得 た 純粋
計算科学 情報科学的研究手法 基 く成果
ン 質ア テ 生命活動 可 こ ま 2 四 構造
状態 T状態 びR状態 ト ン(HbA) ア テ ッ 制御 ン 質 ア テ ッ 構造制御 イ ました 高等学校 生物
Ⅱ 必修事項 特 基質分子 あ 酸素分子(O2) 部位特異的 ホ ト ッ し 振 舞うこ ま 各サ ット 鉄 逐 的 結合 こ 四 構造制御 引 起こ いう考え方 長い間 広く受け入 いま
し し 本 部位特異的 ア テ ッ 効果 必 し O2
ア テ 唯一 いこ 示しました
実際 大規模 分子 ン 解析結果 高いO2分圧 水溶液環境 O2 直接 結合し く T状態 R状態へ 四 構造変化 促進 こ
明 ました こ O2 こ ま 知 いた 部位特異的 ア テ ッ 効果 加え 非部位特異的 ア テ ッ 効果 た こ 示唆し いま こ 非部位特異的 効果 ン 質複合体 サ ット間接触 影響 え 四 構造変化 対し 従来 受け入 い 部位特異的 効 果 相補的 役割 果た こうした解析 HbA ア テ ッ 制御 分子論的視点 包括的 理解 た イ ト ン 違いあ ま
こ 研究成果 2014年4月8日 英国時間 発行さ た ネイ ッ ン NPG ンア 電子 Scientific Reports 誌 掲載さ ました
タン 質 い 基質 結合 活性部 構造 巧妙 設計さ 効 率的 酵素反応 実現さ い こ 活性部 離 た異 ステ ッ 部
子 結合 こ 活性部 影響を け 酵素活性 コン ー さ 現 象 ステ ー 呼ば 生体内 け 反応系 ー ッ 調節 重要
あ
ステ ー 型例 ヘモ ン HbA 効率的 酸素 子 O2 脱着 過程 研究さ い 赤血球中 存 HbA サ ッ 構成さ
O2を放出 や い T 状態 O2を結合 や い R 状態 四 構造 存 参照 高O2濃度環境 あ 肺中 い R状態を O2濃度環境 あ 梢組織中 T 状態を こ 高効率 O2輸送を実現 必要不 可 あ
一般 O2 部 特異的 ホモ ッ ター 振 舞う さ い ま 各サ ッ ヘ O2 結合 毎 O2 結合 や い R 状 態をま ま や く いう考え方 あ 体的 O2結合 R構造へ
誘導 以 う 手順 生 考え い ．ヘ 構造 O2 結合 ー 型 平面型 変形 ．ヘ 変形 ヘ 結合 い ヘ ッ ス 変形 へ 伝播 ．サ ッ 全体 構造変形 ．T 構造を安定化さ サ
ッ 間結合 水素結合 塩橋 断
子シ ーシ ンを利用 部 特異的効果 異 ステ ッ 機構を調 査 た 高 O2 水溶液環境 T 状態 HbA を配置 ８ 秒 秒 10億 1 秒 間 子シ ーシ ン計算を 128回実行 た 部 特 異的効果 影響を除くた O2 接近 ヘ へ O2結合 生 い た ま た対照計算 O2 を含ま い水溶液中 HbA い 同様 計算を実行 た そ 結果 高O2 環境 T Rへ 四 構造変化 高い頻度 生 こ
明 た
O2結合 ヘ 変形 く 四 構造変化 促進さ 機構 仮 説 考え 1 目 O2 サ ッ 内部 多数存 空洞 侵入 こ
サ ッ 構造変化 生 そ T 構造 サ ッ 間結合 断を補助 いう仮説 あ 2 目 O2 接近 こ 周 水 子 ッ ワー 擾 乱さ サ ッ 間結合 弱 仮説 あ 実際 サ ッ 近傍
び内部 O2 高濃度 布 い 箇所 多数存
い 仮説 O2 特定 置 結合 こ ステ ーを発揮 部 特異的 機構 く HbA近傍あ い HbA内部 不特定 置 ステ ーを 発揮 非部 特異的 機構 あ こ 従来 定説 あ た部 特異的
機構 相補的 役割を果た い 考え 今後 HbA ステ ッ 制御 子論 立脚 包括的 理解さ いく 期待さ また 研究 提唱 た 非 部 特異 的 ス テ ッ 機 構 他 ス テ ッ タ ン 質 特 基 質 結
合部 ステ ッ 部 遠く離 い 来 意味 ステ ッ タン 質 い 相補的 機構 重要 役割を果た い 予想 た 更 展開 期待さ
