重要な酵素の発見で疾病治療に新たな道：タンパク質品質管理における飛躍

Tokyoマサチューセッツ大学アマースト校の科学者たちは、体がどのようにしてタンパク質の折りたたみをチェックし管理するかの重要な部分を発見しました。この発見は、複数の深刻な疾患に対する新薬の開発を助ける可能性があります。彼らの研究は、米国科学アカデミー紀要に掲載されており、UGGTという酵素がタンパク質の折りたたみ過程で重要な役割を果たし、希少なセレノプロテインであるSep15と密接に連携して働くことを示しています。

正しいタンパク質の折りたたみは細胞の機能にとって重要であり、この過程でのエラーはアルツハイマー、嚢胞性線維症、肺気腫などの病気を引き起こす可能性があります。小胞体（ER）はタンパク質の合成と折りたたみを担当しています。正しく折りたためないタンパク質は、再折りたたみや分解のためにマークされます。研究者によると、UGGTはN-グリカンと呼ばれる特定の炭水化物タグを調べることで、タンパク質が正しく折りたたまれているかどうかを評価しています。

研究の主要な発見は次のとおりです。

• UGGT酵素は、タンパク質上のN-グリカンタグを識別することで、品質管理の門番として機能します。
• セレノプロテインの一種であるSep15は、UGGTと複合体を形成し、タンパク質の品質管理システムにおいて重要な役割を果たします。
• Sep15がUGGTに結合できない場合、必要な複合体が形成されず、タンパク質フォールディングの評価に失敗します。

研究者たちは、AlphaFold2のような先進的なAIモデルを活用して、Sep15がUGGTに適合する螺旋形であることを発見しました。この特定の結合点はUGGTの機能にとって極めて重要です。この予測を支持するために、研究チームは組換えDNAを用いてUGGTとSep15の結合を断ち切る実験を行いました。

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Sep15には2つの主要な機能があります。誤って折りたたまれたタンパク質の形を修正するか、分解するためにそれらを標識します。これらの機能はさらに研究が進められており、この研究はSep15とUGGTの相互作用を標的とした新しい薬の開発に役立っています。Sep15はセレンを含むタンパク質であるため、この研究はまた、セレンが細胞の健康に重要である可能性も示しています。

この研究は、製薬分野の新しい領域を探求しています。Sep15とUGGTの相互作用を標的にすることで、タンパク質の誤折り畳みによって引き起こされる病気の治療法が見つかる可能性があります。小胞体は多くの複雑なタンパク質を扱うため、ここでの介入は大きな治療効果をもたらすかもしれません。この研究により、タンパク質の品質管理システムを調整して、こうした病気のリスクを減少させる治療法が開発される可能性があります。

一般医科学の国立研究所がこの研究を資金提供し、先進技術とチームワークが生物医学の研究においてどれほど重要かを示しています。研究者がさらに多くを学ぶことで、私たちのタンパク質折りたたみとその健康への影響に関する知識が深まり、将来的な医学の進展への希望が広がっています。