東北大学大学院医学系研究科・医学部

愛媛大学プロテオサイエンスセンターの山田 航大大学院生（博士課程後期1年）、澤崎 達也教授、徳島大学先端酵素学研究所の小迫 英尊教授、東京薬科大学生命科学部生命医科学科の土方 敦司准教授、東北大学大学院医学系研究科の金子 美華准教授、加藤 幸成教授、長浜バイオ大学バイオデータサイエンス学科の白井 剛教授らの研究グループは、膜タンパク質¹⁾の細胞外領域の相互作用を同定する新しい技術の開発に成功しました。本技術は、愛媛大学が開発した新しい酵素を抗体²⁾に融合した分子を使用する技術としてFabIDと名付けられました。がん遺伝子である上皮成長因子受容体EGFR³⁾というタンパク質の解析をFabIDによって行ったところ、EGFRと相互作用する既知のタンパク質を標識できることがわかりました。また新規にEGFRと相互作用する複数のヒトタンパク質を新たに発見し、それらの相互作用がリガンドや薬剤依存的に変化することを世界で初めて見出しました。
論文は、2023年12月14日にNature Communications誌に掲載されました。

【用語説明】
1）膜タンパク質：生体膜に組み込まれたタンパク質で微生物、動物、植物全ての細胞や細胞内小器官の膜状で働くタンパク質の総称です。イオンや栄養素の運搬をするものから外界からの刺激を受容するセンサーとしての役割を果たすものまで膜タンパク質の機能はとても多岐に渡ります。創薬ターゲットとして考えられている膜タンパク質は数多くあり、実際に多くの薬剤が膜タンパク質に結合して機能を発揮しています。膜タンパク質の機能を解析することは、生命科学研究の最前線であり続けています。
2）抗体：抗体は、細菌やウイルスなどの異物が体内に侵入した際にそれらに結合して異物を生体内から除去する分子です。抗体は、抗原と言われる異物由来のタンパク質などの物質を特異的に認識します。この高い特異性を利用することで、生物学の研究室ではタンパク質を検出するために日常的に抗体が使用されています。抗体は、2本のH鎖と2本のL鎖というタンパク質から構成されておりY字の構造をしています。抗体のY字の先端部分が抗原結合部位(Fab: Fragment of antigen-binding)と呼ばれています。この抗原認識部位が多様性を持つことで抗体は様々なバリエーションを持つことができるため、種々の抗原を認識する様々な種類の抗体が生体内で作られます。
3）上皮成長因子受容体 (EGFR: epidermal growth factor receptor)
上皮成長因子受容体EGFRは細胞表面に存在する細胞増殖に関わる膜タンパク質です。通常の細胞では、EGFRは皮膚や上皮系の細胞で働いて細胞増殖を促したりしています。しかし、EGFRの遺伝子に変異が入ることで細胞ががん化することが知られています。EGFRは、多くの固形がん細胞で高頻度に発現しており、特に日本人の肺がん患者さん全体の30~40%がEGFRに変異があると言われています。現在ではこの変異型のEGFRに作用する薬剤が開発され、がん治療の最前線で活躍しています。