東京大学 若杉研究室

東京大学大学院 総合文化研究科 広域科学専攻 生命環境科学系
(兼担) 理学系研究科 生物科学専攻

研究内容 -- 分子生命科学・機能生物化学・蛋白質分子工学

天然蛋白質の新規機能の探索

1. アミノアシルtRNA合成酵素の新規機能の解明

チロシルtRNA合成酵素(TyrRS)とトリプトファニルtRNA合成酵素(TrpRS)は、 tRNAにそれぞれチロシン及びトリプトファンを結合させる反応を触媒する蛋白質合成において重要な酵素である。 私達はヒトTyrRSがアポトーシスの初期段階で細胞から分泌され、余分な付加ドメインがプロテアーゼで切断された後、 触媒活性ドメイン及び余分な付加ドメインが二種類のサイトカインとして働くことを発見した。 また、ヒトTyrRSの触媒活性ドメインが血管新生促進因子として働くこと、 他方、ヒトTrpRSの触媒活性ドメインは逆に血管新生抑制因子として働くことを明らかにした。 現在、アミノアシルtRNA合成酵素のさらなる新たな機能を探索している。

アミノアシルtRNA合成酵素の断片は新規のサイトカインとして機能する ミニ-アミノアシルtRNA合成酵素は血管新生の促進と抑制を制御する

2. 脳内グロビン蛋白質の新規機能の解明

脳内に特異的に発現しているグロビン蛋白質であるニューログロビン(Ngb)が最近見つかった。 私達は、Ngbが虚血・再潅流(酸化ストレス)時に立体構造を大きく変え、 シグナル伝達蛋白質と結合し活性を制御することにより、神経細胞死を防ぐことを発見した。 この研究成果は、グロビン蛋白質は酸素結合蛋白質としてだけ働くという従来の固定観念をくつがえし、 Ngbは酸化ストレス応答性のシグナル伝達センサー蛋白質として機能するという全く新たな概念を打ち立てた。 現在、Ngbが関わる細胞内酸化ストレス応答の全体像の解明を目指し研究を行っている。

ニューログロビンはGタンパク質を制御し、酸化ストレス依存的なシグナル伝達をもたらす

新規人工機能性蛋白質の創製

現在、種々の生物種のゲノム解読が終了し、蛋白質レベルでの生命現象の解析が盛んになってきた。 ポストゲノム時代の今後、蛋白質レベルでの理解を基にした生命現象の改変が可能な時代が到来すると考えられる。 そのさきがけとして、蛋白質工学及び化学を駆使し、細胞増殖、分化、細胞死、老化、寿命などを人工的に制御可能にする新規人工蛋白質の創製(ケミカルバイオロジー)に挑んでいる。