【本学研究者情報】

〇学際科学フロンティア研究所
准教授 奥村正樹
研究室ウェブサイト

【発表のポイント】

• フォールディング（折り畳み）は、タンパク質の機能を獲得する上で必要不可欠なプロセスであり、生体内では分子シャペロン（フォールディングを助けるタンパク質）や酵素がその促進を担っています。それらの作用メカニズムの解明は、構造異常タンパク質が引き起こすパーキンソン病やアルツハイマー病、ヤコブ病、筋萎縮性側索硬化症（ALS）、沖縄型神経原性筋萎縮症、２型糖尿病などのミスフォールディング病を理解し、治療薬の開発につながる重要な知見を提供します。
• 本論文では、最新の知見に基づくタンパク質フォールディングを促進する分子シャペロンと酸化還元酵素の作用メカニズムを包括的に説明し、これら生物学的理解に立脚したタンパク質フォールディング促進分子の開発に関する進展と今後の展望を報告しました。特に、タンパク質フォールディングの促進分子を開発する際、フォールディングの速度論的な「遅延制御」という独自の化学アプローチについて概説しました。
• フォールディング促進効果を持つ人工分子は、ミスフォールディング病の予防と治療に有効と考えられ、またインスリンや抗体医薬品などのタンパク質製剤の合成効率向上にも大きく貢献すると期待されます。また、タンパク質フォールディングは、生化学における基礎研究だけでなく、化学、薬学、医学と関連し、健康、福祉、そして長寿高齢化に伴う社会課題の解決に貢献する学問分野として、今後の大きな発展が期待されています。

【概要】

　東京農工大学大学院工学研究院の村岡貴博教授、東北大学学際科学フロンティア研究所の奥村正樹准教授、徳島大学先端酵素学研究所の齋尾智英教授の研究グループは、タンパク質フォールディングを促進する酵素のメカニズム解明、および類似機能を持つ低分子化合物の開発に関して、「遅延制御」という独自の機構を提唱し、世界をリードする重要な成果をこれまで多数発表してきました。本論文で、これまでに得られた最新かつ重要な知見をまとめ、今後の展望と合わせて報告しました。

　アミノ酸が連結して作られるポリペプチドは、天然構造と呼ばれる特定の三次元構造を形成して、タンパク質としての機能を獲得します。この天然構造を形成する過程をポリペプチド鎖の折りたたみ、フォールディング、と呼びます。非天然型の立体構造を形成した構造異常タンパク質は、神経変性疾患^注１）や糖尿病などのミスフォールディング病を発症する原因と考えられています。またタンパク質は、インスリンや抗体医薬^注２）などバイオ医薬品としても広く利用され、その社会的重要性は近年急速に高まっています。フォールディングを効率よく進める生体システムの理解と、フォールディングを促進する薬剤開発は、ミスフォールディング病の予防や治療、そしてタンパク質製剤の生産効率の向上に直結する重要な課題です。その中で我々は、独自に見出した「遅延制御機構」に基づき、以下に示す重要なメカニズムの解明と技術開発を世界に先駆けて達成してきました。

・分子シャペロンが、フォールディングを遅延させるホールダーゼ（Holdase）および促進するフォールダーゼ（Foldase）として対照的な二面性を示す分子メカニズムの解明

・ミスフォールディング病との関連が指摘されるジスルフィド結合触媒酵素群が、酸化還元反応の遅延制御によってフォールディング速度を精巧に調節する分子メカニズムの解明

・遅延制御機構に基づく、生体内システムと比肩する高い活性を持つ初めての人工フォールディング促進分子の開発

【用語解説】

注1. 神経変性疾患：
中枢神経を構成する特定の細胞群が障害を受け発症する脳神経疾患の１つ。構造異常タンパク質の蓄積や沈着が神経細胞群の障害を引き起こす主要因の１つと考えられている。

注2. 抗体医薬：抗体を利用した医薬品。抗体は、がん細胞などの細胞表面にある抗原を特異的に認識し、治療する。抗原を持たない他の細胞は攻撃しないため、副作用が少ないと考えられている。

詳細（プレスリリース本文）

問い合わせ先

（研究に関すること）
東北大学学際科学フロンティア研究所
准教授　奥村正樹（おくむら まさき）
TEL：022-795-5764
Email： okmasaki*tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）

（報道に関すること）
東北大学学際科学フロンティア研究所　企画部
特任准教授　藤原 英明 （ふじわら　ひであき）
TEL：022-795-5259
Email： hideaki*fris.tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）