12新井 宗仁天然変性蛋白質による標的分子認識機構の解明 Munehito ARAI劒 隼人Hayato TSURUGI(2013年採択)Elucidation of the coupled folding and binding mechanisms of intrinsically disordered proteins (Project 2013)精密分子設計により還元作用を導入した機能性有機ケイ素材料の創出 (2014年採択)Creation of Well-defined Organosilicon-based Materials with Redox Property (Project 2014)21「天然変性蛋白質」は，近年発見された新しいカテゴリーの蛋白質であり，真核生物が持つ蛋白質の30〜40%を占め，転写・翻訳・シグナル伝達など重要な生命活動に関与することから，その機能発現機構の解明が重要課題となっている．天然変性蛋白質は，生理的条件下では特定の構造を持たないが，標的分子と相互作用するという機能発現と同時にフォールディング（構造形成）する．しかし，その詳細な分子機構は未解明であった．そこで本研究では，NMR緩和分散法などを用いた結果，天然変性蛋白質が標的分子と相互作用してフォールディングする反応の分子機構を解明することに成功した．さらに，天然変性蛋白質は，二次構造形成能に応じて2つのメカニズム（構造選択機構と誘導適合機構）を使い分けて標的分子と結合することを見出した．"Intrinsically disordered proteins" (IDPs) are those involved in a new category of proteins. It is known that thirty to forty percent of eukaryotic proteins are IDPs and they are related to many important functions, such as transcription, translation, and signal transduction. Therefore, it is important to elucidate mechanisms of how IDPs function. IDPs are disordered in isolation, but fold into specific structures when bound to their tar-gets. However, the detailed mechanism of IDP folding upon binding was poorly understood. Here, we suc-ceeded in elucidating the molecular mechanisms of IDP folding upon binding to its target by NMR relaxation dispersion experiments. Moreover, we found that IDPs bind their target molecules by two mechanisms, in-duced-fit and conformational selection, depending on their conformational propensities.生体内では，化学反応と電気化学を組み合わせ，温和な条件下で様々な反応が達成されている．例えば，プロトン化と電子移動により反応を制御するproton-coupled electron transferは，有機化合物の還元反応に有効であるとともに，還元剤の再生にも効果的であるなど，酸化還元反応と化学反応の融合に欠かせないプロセスである．とりわけ，生体内では複素芳香族化合物の芳香族化と非芳香族化の過程が重要な役割を果たしている．われわれは，フラスコ内でも安定な取り扱いが可能な有機化合物として単純な複素芳香族化合物であるピラジンや4,4ʻ−ビピリジンに着目し，それぞれの分子の還元状態を有機ケイ素カチオンを用いて捕捉することで，電子豊富な機能性有機ケイ素材料の合成に成功し，その還元特性が周期表内の様々な元素に対して適用可能であることを見出した．Electrochemistry plays an important role in biological system for achieving a variety of reactions under mild condition: proton-coupled electron transfer is recognized as a key step for reducing organic compounds, inert small molecules, as well as regeneration of reducing agents. For mediating the proton-coupled electron trans-fer processes under mild condition, aromatization and anti-aromatization of heteroaromatic compounds are often involved. Our research attention has been directed to utilize the aromatization/anti-aromatization of 概要 Summary
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