理化学研究所、高輝度光科学研究センター、大阪大学の共同研究グループは100℃以上の温度で生息する細菌が産生するたんぱく質がなぜ高い耐熱性を持っているのかを解明することに成功しました。人工的に耐熱性をもつたんぱく質を設計することも可能になるといい、今後の機能性分子の利用に大きく貢献することが期待できます。

 たんぱく質は生物の体の主な構成成分のひとつであり、生存に必要な様々な役割を担っています。たんぱく質は20種類のアミノ酸が鎖のようにつながり、精密に折りたたまれることでその機能を発揮します。多くのたんぱく質は熱を加えるなどすると折りたたまれたものが崩れ、機能を失ってしまいます。安定性には折りたたまれた際に隣接するアミノ酸同士がどれだけ強固にくっつくかが関係しています。しかし疎水性(水を弾く性質)や静電気など様々な要因が複雑に関わっており、これらの要素がどの程度影響するのかは今まで分かっていませんでした。
 2006年にグループは150℃以上の温度でも機能を維持できるたんぱく質を発見しました。静電気がたまりやすい部分を多く有しており、それが耐熱性に重要であると推定されていました。今回の研究ではこのたんぱく質と通常のたんぱく質の比較をしながら、熱をかけた時の変化の様子を観察しました。その結果、これまで重要だと考えられていた静電気の効果に加えて、疎水性も大きな影響を与えていることを明らかにしました。
 この発見は今後、たんぱく質をベースとした材料の設計において重大な指針の転換を迫ることになりそうです。今回の発見を確かなものにするために、実証実験を繰り返していく必要がありますが、大きな手掛かりが得られたことは間違いありません。

出典:【日本医療研究開発機構】100℃以上の温度でのタンパク質の安定化機構を熱力学的に解明

大阪大学
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大学ジャーナルオンライン編集部

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