パーキンエルマートライアルレポート vol. 001 迅速、効率的な電気泳動で加速するタンパク質の機能解析寺脇慎一氏は、LabChip GXⅡシステムを活用して、結晶化を狙うタンパク質のドメイン解析を進めた。その一部について紹介したい。最適なフラグメントを探し出すツール X線結晶構造解析によるタンパク質の立体構造決定では、 ①純度の高い結晶化試料の調製、②結晶化、③X線回折データの位相決定という３つのステップを順にクリアする必要がある。第1のステップでしばしば起こる発現時や精製途中におけるタンパク質の不溶化は、結晶化試料の調製を困難にする重大な問題である。この問題を解決するために、発現領域や溶解度の高い溶液条件の検討が行われる。多大な労力と時間を費やす場合が多いのが実情だ。寺脇氏が研究対象に選んだBicaudal-D（BICD）は、 N末端領域で分子モーターであるダイニンと相互作用し、 C末端領域では小胞膜などと相互作用することで微小管寺脇慎一（てらわきしんいち）氏依存的な逆行性輸送を制御することが知られている。この 2006年3月奈良先端科学技術大学院大学情報科学研究科タンパク質を結晶化する上で、精製過程で不溶化すること修了。博士（理学）。奈良先端科学技術大学院大学COE が大きな問題点としてあった。研究を進めるにあたり、研究員、科学研究費特別研究員、兵庫県立大学生命理学 LabChip GXⅡを利用してBICDの可溶性の機能領域を効率研究科特任助教を経て、2011年4月より群馬大学工学部的に同定することを考えたそうだ。LabChip 助教。ユーザーの利便性を向上させる機能が大きく2つある。1つ GXⅡにはは大量のDNA、RNA、タンパク質サンプルの電気泳動を短時間で分析できる点。もう1つは泳動データがデジタルデータとして得られるので、異なる時に泳動したサンプル間でも分子量比較を容易に行える点だ。この特長を活か図1 BICD1のエラスターゼ限定分解の結果 LabChip GXによって、BICD1のエラスターゼ限定分解サンプルの電気泳動をおこなった。１μg/ml〜 0.5mg/mlのエラスターゼ濃度条件で限定分解したところ、赤矢印で示したような、エラスターゼによって分解を受けにくい領域が複数観察される。し、BICDの全長やN末端領域をエラスターゼなどのメンバーにも利用してもらったところ、とても好評でしプロテアーゼで限定分解したサンプルを網羅的に解析するた」。寺脇氏のコメントはLabChip ことで、結晶化に適したドメイン領域を迅速に絞り込もうグ上だけのものでは無いことを裏付けていると言っていいというのが寺脇氏のアイデアだ。だろう。タンパク質電気泳動の効率化機能領域の解明に向けて「実際に実験を行ってみて、LabChip GXⅡの処理能力の今回のLabChip GXⅡの性能がカタロ GXⅡを使用した分析によって、BICD1の高さに驚きました。ゲルマットリックスを一度充填してし N末端ドメインについては詳細な検討を行うことができたまえば、その後384サンプルの分析が可能でした。そのおそうだ。しかし、同定した断片領域を利用した結晶化でかげで通常の電気泳動ゲルによる分析よりもはるかに効率 X線回折実験可能な結晶はまだ得られていないため、N末端的で、コストパフォーマンスも良いことが実感できました。データはデジタルフォーマットで出力されるため、サンプル間の分子量比較が容易に行えるだけでなく、マーカーから算出した分子量が迅速に表示されます（図1）。これは、データを客観的に解釈する上で非常に有効でした。今回は良い機会だったので、研究室の他のドメイン単独の構造解析には至っていないという。「これからさらに結晶化条件のスクリーニングを進めるとともに、標的分子との複合体にも挑戦していきたいですね。 C末端ドメインについては、今回の検討では不溶化の問題を解決することはできませんでした。この点に関しては BICD１の全長の調製が可能になりつつあるので、やがては全体構造からC末端ドメインの機能的役割を明らかにし ※ 本レポートは、Bio GARAGE 08 2011年3月に掲載した記事をパーキンエルマーのトライアルレポートとして再編集したものです。 BD130820-01 ©2013 PerkinElmer Japan Co., Ltd. Aug. 2013