高エネルギー加速器研究機構は4月10日、日本、韓国、米国の国際共同研究グループが同機構の放射光科学研究施設を使って生体内の環境に極めて近い水溶液中で、タンパク質分子のねじれ運動を動画像としてとらえたと発表した。生命活動に深く関わるタンパク質の立体構造の動きを100億分の1秒単位で初めて観測することに成功したもので、今後の生命科学や新薬開発の有力な研究手法になるという。
　研究グループは、同機構のほか東京工業大学、韓国科学技術院、米シカゴ大学の研究者で構成した。
　タンパク質は、多数のアミノ酸が連なった1本の鎖が折りたたまれ、それぞれ固有の立体構造をもっている。その構造が、ある特定の動きをすることによって、生体内で筋肉の動きや栄養の分解など、生命活動に不可欠な酵素として働く。
　研究では、血液中で酸素運搬の機能を担う二枚貝のヘモグロビンタンパク質に注目、放射光施設から出るX線を利用して酸素や一酸化炭素などのガス分子の結合・分離でタンパク質の構造がどう変化するかを調べた。
　実験ではまず、ヘモグロビンにレーザー光を照射して結合している一酸化炭素を切断、瞬間的に一酸化炭素がヘモグロビンから解離した状態を作り出した。この状態からヘモグロビンの分子構造がどう変化していくかを、時間分解X線溶液散乱法を用いて観察した。この方法は、レーザー光とX線を同じタイミングで繰り返し照射して測定することで、タンパク質がどのように変化していくかが調べられる。
　実験の結果、2つのユニットが弱く結合した構造を持つヘモグロビンタンパク質のユニットの位置関係が、徐々に変化していく様子が動画としてとらえられた。100億分の1秒から100分の1秒程度の時間内にユニット間の距離が短くなると同時に、相互の角度が約3度回転してねじれ、タオルを絞るようにガス分子を絞り出していた。
　今回の成果について同機構は、「他のタンパク質分子にも応用可能で、タンパク質の機能解析のための分子動画作成技術となる可能性が大きい」と話している。

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