我々は、酵素機能の仕組みを解明することが生命現象の理解に道を開くとの観点から、酵素触媒作用の構造要因は何か、また、酵素の構造はいかなる原理で構築されているのかについて研究を行ってきた。従来、Ｘ線結晶解析は酵素研究の最終段階における解釈の裏付けという消極的な役割をさせられてきたが、我々は、結晶構造を出発点として、反応速度論、遺伝子工学、タンパク質化学、有機合成化学などさまざまな手法を用いて酵素機能へのアプローチを展開し、上記２つの問題への回答を試みてきたのである。最近では、従来のＸ線結晶解析が静止した状態、すなわち反応前と終了後の構造だけを対象としてきた限界を打開し、高速なＸ線解析データ収集法であるラウエ法を用いて、反応過程の構造変化を連続的にＸ線結晶解析すること、すなわち、時間分割Ｘ線結晶解析あるいは動力学的Ｘ線結晶解析と呼ばれる手法に取り組み、酵素の反応に伴う構造変化を捉えることに成功している。また、第三世代放射光源の実用化により、１Åを越える超高分解能での結晶解析がタンパク質結晶でも可能になってきた(この分解能では水素の構造をも決定することができる)。そこで、一般酸塩基触媒反応を行う酵素であるエンドポリガラクツロナーゼを対象として
0.9Åでの構造解析を行い、水素原子を含めた反応機構を議論するための超精密解析を進めている。
膜タンパク質は、結晶化の難しさからＸ線結晶解析から取り残されてきたが、その機能の解明は益々重要になると考えられる。そこで、これら方法論をトランスポーターなどの膜タンパク質の機能解明に応用する研究を展開している。これら研究を通じて、薬物設計の構造情報を高精度化することを目指している。 |
