つながる研究

医療・健康・福祉

タンパク質の安定化置換体の理論予測法の開発 ~ 水の効果に着目した超高速探索法 ~

工学部 人間支援感性科学プログラム

生物物理学研究室

自然科学系 助教

林 智彦 HAYASHI Tomohiko

関連URL:
http://www.eng.niigata-u.ac.jp/~human/

専門分野 生物物理・化学物理・ソフトマターの物理、計算科学、溶液論
キーワード タンパク質の安定化メカニズム、酵素、創薬、タンパク質-タンパク質間相互作用、機能性材料

研究の目的、概要、期待される効果

 タンパク質などの生体分子は、水中で固有の立体構造に「折りたたむ」ことで安定な状態を保っています. これをさらに安定化させることで、厳しい環境でも機能する酵素の開発や、構造解析が困難な創薬標的タンパク質の結晶化促進など、産業・医学・薬学の幅広い分野への活用が期待出来ます。
 私たちは、生体分子の周りに「大量に存在する水分子」の物理的な意味・役割に着目して、タンパク質の安定化メカニズムを説明・予測することが可能な、独自の理論手法を開発してきました。 これまでに、100種類以上のタンパク質の天然構造予測に成功し、さらに、置換体の安定性を予測する手法1の開発を続けてきました。この手法では、水中のみならず、アルコールや疎水性溶媒、さらには生体膜中など、あらゆる「環境」の物理特性を分子レベルでモデリングして、タンパク質の安定性を高速評価することが出来ます。2 既に、幾つかのタンパク質の耐熱化に成功するなど、多くの成果を上げています。3
 今後は、受容体タンパク質を安定化・不安定化するリガンドの予測や、タンパク質-タンパク質相互作用の安定化メカニズムからヒントを得た、新しいタイプの創薬技術・機能性材料の開発などへの応用・展開を目指しています。

   
関連する知的財産論文等

1) S. Murakami, H. Oshima, T. Hayashi, and M. Kinoshita, J. Chem. Phys. 143, 125102 (2015).

2) T. Hayashi, M. Inoue, Y. Yasuda, E. Petretto, T. Škrbić, A. Giacometti, and M. Kinoshita, J. Chem. Phys. 149, 045105 (2018).

3) T. Murata, Y. Yasuda, T. Hayashi, and M. Kinoshita, Biophys. Rev. 12, 323 (2020).

アピールポイント

 タンパク質1分子の安定性をわずか1秒未満で評価することが可能です。 にもかかわらず、理論計算に使うコンピュータは、ごく一般的なワークステーションやパソコンでもOKです。

つながりたい分野

・バイオ・医薬品・化学関連企業
・生体分子の活性や機能性材料の性質などを、分子レベルの知見により改善・応用することに興味のある企業、研究所、自治体等


お問い合わせは
新潟大学地域創生推進機構
ワンストップカウンター まで 
onestop@adm.niigata-u.ac.jp

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