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東京大学 大学院工学系研究科 応用化学専攻の藤田 誠　教授、自然科学研究機構 岡崎統合バイオサイエンスセンターの加藤 晃一　教授らは、人工的に作り出した直径7ナノ（ナノは10億分の1）メートルのカプセル内部に、たんぱく質を丸ごと閉じ込めることに成功しました。

有機分子とパラジウムイオンを構成成分とする自己組織化によって合成した、たんぱく質を丸ごと閉じ込めた巨大カプセル分子の構造 © Makoto Fujita
この生成物は、単一かつ精緻な构造を有し、その内部空间の内壁は亲水性の糖锁によってコーティングされているために、内部のたんぱく质は安定に保持されています。

自然界では、たんぱく质や顿狈础などの生体分子が、ウイルスの殻などの巨大なカプセル状の物质に闭じ込められて构造や活性が制御されたり、必要とされる时まで贮蔵されたりすることが知られています。人工的な化学现象でも、有机小分子などがホストと呼ばれる中空分子に闭じ込められて构造や活性が制御されることが知られています。しかし、これまで人工的に合成した精密な构造を持つ分子カプセルは大型化が难しく、たんぱく质のような大きな生体分子を闭じ込めることができませんでした。

今回研究チームは、金属イオンといくつかの工夫をした有机化合物を混ぜ合わせるだけで自然に秩序ある构造に组み上がる「自己组织化」を利用して金属错体（人工カプセル）を作製し、そのカプセルにたんぱく质を丸ごと闭じ込めることに成功しました。

この分子については、大型放射光施設SPring－8および高エネルギー加速器研究機構（KEK） フォトンファクトリーで収集した結晶回折データを基に、大学院新領域創成科学研究科（理化学研究所放射光科学総合研究センター兼任）の高田 昌樹教授と高輝度光科学研究センターの熊坂 崇副主席研究員のグループにより結晶中での分子構造が解析され、人工カプセルにたんぱく質が包み込まれた様子が明らかになりました。また、超遠心分析データを基に、大阪大学の内山 進　准教授のグループにより溶液中での分子量が解析され、溶液中でもカプセルがたんぱく質を安定に閉じ込めている様子が明らかになりました。

本手法により、巨大な生体分子を丸ごと精密な人工カプセルに包み込めることから、たんぱく质の构造决定や机能改変に応用することによって、创薬などの产业への贡献が期待されます。本研究成果は、2012年10月2日（英国时间）に英国科学雑誌「狈补迟耻谤别　颁辞尘尘耻苍颈肠补迟颈辞苍蝉」のオンライン版で公开されました。

论文情报

Daishi Fujita, Kosuke Suzuki, Sota Sato, Maho Yagi-Utsumi, Yoshiki Yamaguchi, Nobuhiro Mizuno, Takashi Kumasaka, Masaki Takata, Masanori Noda, Susumu Uchiyama, Koichi Kato ,Makoto Fujita,
“Protein encapsulation within synthetic molecular hosts”,
Nature Communications Online Edition: 2012/10/2 (London time). doi: 10.1038/ncomms2093.

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