千葉大学研究シーズDiscovery Saga

2026年09月25日
研究・産学連携

発表のポイント

◆創薬上重要な標的であるヒトの膜タンパク質分子のダイナミックな動きを高感度に観測する技術の開発に成功しました。
◆ヒトの膜タンパク質の生産に適したヒト細胞における高効率な重水素標識法を開発することにより、核磁気共鳴法を用いた観測における従来法の約4倍の高感度化を達成しました。
◆創薬標的の50%を占めるヒト膜タンパク質が機能するメカニズムの解明や、生きたヒト細胞内でタンパク質が機能するメカニズムの解明への応用が期待されます。

概要

東京大学大学院薬学系研究科の竹内恒教授、幸福裕講師、外山侑樹助教、山本泰雅大学院生と、理化学研究所生命医科学研究センターの嶋田一夫チームディレクター（研究当時、兼：バイオ産業情報化コンソーシアム（JBIC）特別顧問（研究当時））、千葉大学大学院薬学研究院の西田紀貴教授、大阪大学大学院薬学研究科の上田卓見教授らによる研究チームは、溶液中での生体分子の動きを原子分解能で解析できる核磁気共鳴（NMR）法（注1）を用いて、ヒトの膜タンパク質（注2）のダイナミックな動きを高感度に観測する技術を新たに開発しました。
　本研究では創薬標的の50%を占めるとされるヒト膜タンパク質を高効率に生産できるヒト細胞を用いて、従来は困難であるとされた高度な重水素（注3）標識を可能とする技術を開発し、NMR法を用いたヒトの膜タンパク質の解析で従来の約4倍の高感度化を達成しました。本技術は、重要な創薬標的である膜タンパク質の機能解明に役立つ他、生きた細胞内のタンパク質を原子分解能で解析するインセルNMR法（注4）にも応用できることから、創薬研究を含めた様々な応用研究が期待できます。論文情報
雑誌名：Journal of the American Chemical Society
題　名：High-level deuteration in mammalian cells for NMR studies of membrane proteins
著者名：Taiga Yamamoto, Yutaka Kofuku, Yutaro Ogaeri, Qingci Zhao, Noritaka Nishida, Takumi Ueda, Yuki Toyama, Ichio Shimada, Koh Takeuchi
DOI: 10.1021/jacs.6c11086
URL: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.6c11086

用語解説

（注1）核磁気共鳴（NMR）法
　溶液中の化合物や生体分子などを対象に、強い磁場中に置くことで生じる原子核の共鳴現象を観測することで、その化学構造や運動性といった情報を原子レベルで解析できる分光法。磁場の中に置いた試料に電磁波を照射し、そこから放出される電磁波をNMRシグナルとして検出する。NMRはNuclear Magnetic Resonanceの略。
（注2）膜タンパク質
　細胞の脂質二重膜に埋め込まれたタンパク質の総称。細胞内と細胞外の間でシグナル伝達を担うことなどから、創薬標的として注目されている。現在市販されている医薬品の約半数が膜タンパク質を標的とするという報告もある。
（注3）重水素
　水素原子の安定同位体。通常の水素（軽水素）の原子核が陽子1個からなるのに対し、重水素の原子核は陽子と中性子から成る。軽水素と重水素で化学的性質にほとんど違いがないのに対し、強い磁場に置いたときの磁気的性質は大きく異なる。
（注4）インセルNMR法
　通常の生体高分子のNMR解析では、精製した分子の水溶液を試験管に入れて測定するのに対し、細胞の懸濁液を試験管に入れて、細胞内の生体分子を直接NMR解析する方法。観測したい生体高分子のみを安定同位体標識することで、選択的な観測が可能となる。

プレスリリース本文はこちら

ヒト膜タンパク質のダイナミックな動きを高感度でとらえる技術を開発

――創薬標的分子が機能するメカニズムの解明に期待――

発表のポイント

概要

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