【生化学】酵素と類似した機能を持つ糖脂質「MPIase」を発見/岩手大など
1 ：一般人φ ★：
岩手大学とサントリー生命科学財団は12月12日、盛岡大学の協力を得て、細胞膜に膜タンパク質を挿入する
過程において、酵素と類似した機能を持つ糖脂質「MPIase(Membrane Protein Integrase)」を発見し、
今回その化学構造を明らかにしたと発表した。
成果は、岩手大農学部附属 寒冷バイオフロンティア研究センターの西山賢一教授、同・柳澤佳代氏、
サントリー生命科学財団 生物有機科学研究所の前田将秀氏、同・永瀬良平氏、同・小村啓氏、同・岩下孝氏、
同・山垣亮氏、同・楠本正一氏、同・島本啓子氏、盛岡大 栄養科学部 栄養科学科の徳田元氏らの共同研究
グループによるもの。研究の詳細な内容は、英国時間12月11日付けで英国のオンライン学術誌
「Nature Communications」に掲載された。
生命の基本単位であるすべての細胞は細胞膜に包まれており、細胞膜には「膜タンパク質」が多く埋め込まれている。
この膜タンパク質の役割は、細胞の内外で物質や情報のやりとりをするという重要なものだ。また多くの薬剤の
作用対象にもなっており、創薬研究においても重要視されているが、構造や機能については十分に解明されて
いなかった。
岩手大学農学部附属寒冷バイオフロンティア研究センターでは、大腸菌の細胞膜に膜タンパク質を挿入する
過程の研究において、「Secトランスロコン」などの酵素の有無に関わらず、細胞膜から抽出した成分が膜挿入に
関与していることを発見し、この成分をMPIaseと名づけた。今回は、このMPIaseの構造を解明するため、
共同研究が行われた形である。
大腸菌の培養液100Lから分離・精製を繰り返すことにより、20mg程度の純粋なMPIaseを取り出すことに成功。
さらに、最新の質量分析(MS)や核磁気共鳴(NMR)による構造解析を進め、その化学構造が判明した。
その結果、MPIaseはタンパク質の構造を持っておらず、3種のアミノ糖からなるユニットが10回程度繰り返す
糖鎖部と「ジアシルグリセロール」が「ピロリン酸」を介して結合した、これまでに知られていなかった
新しい糖脂質であることが明らかになったのである(画像)。
またMPIaseを分解し、どの部分が膜挿入活性に深く関わっているかも調べられ、ジアシルグリセロールと
ピロリン酸を取り除いて糖鎖だけにした構造に、天然型よりも強い膜タンパク質挿入活性が認められた。
このことから、MPIaseの糖鎖部がタンパク質を包み込むことで、凝集してしまうことを防ぎ、膜に入りやすく
していると考えられる。さらに、MPIaseの抗体を使ってMPIaseの働きを抑制した研究も実施し、人工的に
作った細胞膜上だけでなく、実際の大腸菌の膜でもMPIaseが機能していることを証明した形だ。
これまで酵素はタンパク質であると定義されていたが、MPIaseは非タンパク質性の分子が酵素と類似の働きを
する例を示している。酵素という観点から見直せば、糖鎖や糖脂質の生体内での新たな役割を発見できる
可能性があるほか、膜タンパク質の研究にも新たな切り口を与えることができると考えられるという。
なお研究グループでは今回の研究結果を受けて、非タンパク質性であるにも関わらず酵素と類似した機能を
持つ糖脂質として、「glycolipozyme(糖脂質酵素)」という新しい概念を提唱した。
MPIaseの構造
http://news.mynavi.jp/news/2012/12/13/230/images/001l.jpg
▽記事引用元 マイナビニュース（2012/12/13）
http://news.mynavi.jp/news/2012/12/13/230/index.html
▽Nature Communications
「MPIase is a glycolipozyme essential for membrane protein integration」
http://www.nature.com/ncomms/journal/v3/n12/full/ncomms2267.html
過程において、酵素と類似した機能を持つ糖脂質「MPIase(Membrane Protein Integrase)」を発見し、
今回その化学構造を明らかにしたと発表した。
成果は、岩手大農学部附属 寒冷バイオフロンティア研究センターの西山賢一教授、同・柳澤佳代氏、
サントリー生命科学財団 生物有機科学研究所の前田将秀氏、同・永瀬良平氏、同・小村啓氏、同・岩下孝氏、
同・山垣亮氏、同・楠本正一氏、同・島本啓子氏、盛岡大 栄養科学部 栄養科学科の徳田元氏らの共同研究
グループによるもの。研究の詳細な内容は、英国時間12月11日付けで英国のオンライン学術誌
「Nature Communications」に掲載された。
生命の基本単位であるすべての細胞は細胞膜に包まれており、細胞膜には「膜タンパク質」が多く埋め込まれている。
この膜タンパク質の役割は、細胞の内外で物質や情報のやりとりをするという重要なものだ。また多くの薬剤の
作用対象にもなっており、創薬研究においても重要視されているが、構造や機能については十分に解明されて
いなかった。
岩手大学農学部附属寒冷バイオフロンティア研究センターでは、大腸菌の細胞膜に膜タンパク質を挿入する
過程の研究において、「Secトランスロコン」などの酵素の有無に関わらず、細胞膜から抽出した成分が膜挿入に
関与していることを発見し、この成分をMPIaseと名づけた。今回は、このMPIaseの構造を解明するため、
共同研究が行われた形である。
大腸菌の培養液100Lから分離・精製を繰り返すことにより、20mg程度の純粋なMPIaseを取り出すことに成功。
さらに、最新の質量分析(MS)や核磁気共鳴(NMR)による構造解析を進め、その化学構造が判明した。
その結果、MPIaseはタンパク質の構造を持っておらず、3種のアミノ糖からなるユニットが10回程度繰り返す
糖鎖部と「ジアシルグリセロール」が「ピロリン酸」を介して結合した、これまでに知られていなかった
新しい糖脂質であることが明らかになったのである(画像)。
またMPIaseを分解し、どの部分が膜挿入活性に深く関わっているかも調べられ、ジアシルグリセロールと
ピロリン酸を取り除いて糖鎖だけにした構造に、天然型よりも強い膜タンパク質挿入活性が認められた。
このことから、MPIaseの糖鎖部がタンパク質を包み込むことで、凝集してしまうことを防ぎ、膜に入りやすく
していると考えられる。さらに、MPIaseの抗体を使ってMPIaseの働きを抑制した研究も実施し、人工的に
作った細胞膜上だけでなく、実際の大腸菌の膜でもMPIaseが機能していることを証明した形だ。
これまで酵素はタンパク質であると定義されていたが、MPIaseは非タンパク質性の分子が酵素と類似の働きを
する例を示している。酵素という観点から見直せば、糖鎖や糖脂質の生体内での新たな役割を発見できる
可能性があるほか、膜タンパク質の研究にも新たな切り口を与えることができると考えられるという。
なお研究グループでは今回の研究結果を受けて、非タンパク質性であるにも関わらず酵素と類似した機能を
持つ糖脂質として、「glycolipozyme(糖脂質酵素)」という新しい概念を提唱した。
MPIaseの構造
http://news.mynavi.jp/news/2012/12/13/230/images/001l.jpg
▽記事引用元 マイナビニュース（2012/12/13）
http://news.mynavi.jp/news/2012/12/13/230/index.html
▽Nature Communications
「MPIase is a glycolipozyme essential for membrane protein integration」
http://www.nature.com/ncomms/journal/v3/n12/full/ncomms2267.html
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2 ：名無しのひみつ：2012/12/17(月) 00:29:31.28 ID:1V6MObZZ
東北蔑視のチョントリーと岩手大学のコラボって信じられん。
3 ：卍3286卍ss：2012/12/17(月) 00:33:03.81 ID:YZfANuiR
>>1 早めに 成果が民間医療まで 及ぶことに期待してます。m
酵素がタンパク質だけじゃない！
これって向こう10年くらい論文でまくる画期的な発見じゃないか？
これって向こう10年くらい論文でまくる画期的な発見じゃないか？
5 ：名無しのひみつ：2012/12/17(月) 11:36:15.04 ID:TpIecvmV
6 ：名無しのひみつ：2012/12/17(月) 11:41:55.77 ID:roLGqpoV
RNA酵素だってあるっつーの
7 ：名無しのひみつ：2012/12/17(月) 11:55:35.93 ID:eeCVcx6b
大腸菌の培養液100L...ごくろうさまです。
GFPよりはましか。
GFPよりはましか。
8 ：名無しのひみつ：2012/12/17(月) 11:58:36.75 ID:UhkV7H/F
何に応用できるのかが受賞できるかどうかの分かれ目だな。
今のところは何ともわからん。
今のところは何ともわからん。
汚沢大学
11 ：名無しのひみつ：2012/12/17(月) 16:24:42.48 ID:O5kJRLTe
リボザイムもノーベル賞とったし、これからどんどん類似品が見つかればノーベル賞もありうるな
12 ：名無しのひみつ：2012/12/17(月) 16:35:38.37 ID:bQFxxraA
GlcNAcとかってアミノ酸って言えるの？
てか糖鎖って書いてあるし
てか糖鎖って書いてあるし
生体由来の触媒をすべて酵素と呼ぶのかどうか
もうこれ、古典的生化学の発想を引きずってる話でもある
もうこれ、古典的生化学の発想を引きずってる話でもある
ただの界面活性剤みたいなもんじゃないのこれ
15 ：名無しのひみつ：2012/12/18(火) 20:06:42.67 ID:t4+VsJKG
>>8
>これでノーベル賞貰ったからな
rRNAがRNAだってわかったのはずいぶん昔だと思うけど、ノーベル賞でたの？
>今回はどうなんだろう
>>1
>MPIaseの構造
>http://news.mynavi.jp/news/2012/12/13/230/images/001l.jpg
の糖鎖部に「3種のアミノ酸からなる」とか書いてあるし、スレタイも「酵素と類似」だし、
著者もわかってるだろ
>これでノーベル賞貰ったからな
rRNAがRNAだってわかったのはずいぶん昔だと思うけど、ノーベル賞でたの？
>今回はどうなんだろう
>>1
>MPIaseの構造
>http://news.mynavi.jp/news/2012/12/13/230/images/001l.jpg
の糖鎖部に「3種のアミノ酸からなる」とか書いてあるし、スレタイも「酵素と類似」だし、
著者もわかってるだろ
>>15
たぶんリボザイムのことだと思うよ
たぶんリボザイムのことだと思うよ