構造生物学：タンパク質は、超分子が自己集合する危険にさらされながら進化する

Hector Garcia-Seisdedos, Charly Empereur-Mot, Nadav Elad & Emmanuel D. Levy

Nature 548, 244–247 (10 August 2017) doi:10.1038/nature23320

Received 28 July 2016 Accepted 20 June 2017 Published online 02 August 2017

https://www.nature.com/nature/journal/v548/n7666/pdf/nature23320.pdf

[解説記事] http://www.nature.com/nature/journal/v548/n7666/fp/nature23320_ja.html?lang=ja

タンパク質の、グチャグチャとしてとらえどころのない形、みなさんは好きですか？

僕は学部学生の時から嫌いでした。どこから眺めてやればいいかわからない！

でも、タンパク質の形が「きたない」のには理由があるそうです。

先日、ATPは生体内のエネルギー通貨としての機能だけではなく、タンパク質の凝集を防いでいる、という論文がNature誌にでましたが、超高濃度で分子がひしめく細胞内では、タンパク質の凝集は機能不全、つまり死を招く、大変危険な現象です。

脳細胞におけるアミロイドの蓄積も、その範疇の１つでしょう。

タンパク質を一からデザインしてやろうという、先駆的な試みを行っているワシントン大のデイビッドベイカーらも、凝集しないタンパク質を設計するのは大変だ、と何処かに書いてました。

タンパクチームの皆さんは、一般的なタンパク質はほんの少しの環境変化で、すぐに沈殿してしまうということを藤枝先生に、繰り返し言われていることと思います。

この、凝集を防ぐために、タンパク質は凝集しにくい非対称性な構造を持っているという考え方を提示する、大変興味深い研究です。

[日本語アブスト引用]_____________________

タンパク質が自己集合して対称的な複合体を形成する現象は、生命の全ての界で広く見られる。対称的な構造を持つ複合体は、独特な幾何学的特性、また機能的特性を持つが、内包する対称性がリスクをもたらすこともある。鎌状赤血球症では、ヘモグロビンの対称性が変異の影響を増幅し、有害な微細繊維形成のきっかけとなる。今回我々は、こうした機構の普遍性や、タンパク質の幾何学的構造との関連について調べた。まず、大腸菌（ Escherichia coli ）由来の12種類の対称的複合体に、表面の疎水性を高めるという影響だけを及ぼすように設計した点変異を導入したところ、12種類の全てが変異導入に応じて in vitro で超分子集合体を形成し、また出芽酵母（ Saccharomyces cerevisiae ）で異種発現させると in vivo でも超分子集合体を形成した。4つの例では、単一点変異の導入に応じて in vivo でマイクロメートル長の微細繊維が形成されたことは注目すべきである。生物物理学的測定と電子顕微鏡観察により、変異体は折りたたまれた状態で自己集合していて、そのためアミロイドに似た集合ではないことが判明した。73の変異体の構造を調べることにより、幾何学的形状から予測可能な、超分子集合の起きやすいホットスポットが突き止められた。さらに7471個の対称的複合体の構造解析により、ホットスポットの形状が持つ危険性が親水性残基により化学的に緩衝されていることが明らかになり、これらの領域が誤集合するのを防ぐ機構が示唆された。従って、点変異は折りたたまれたタンパク質が自己集合してさらに高次の構造をとることを頻繁に誘発しかねない。このような可能性に対しては、負の選択が働いてバランスをとっている。また、こうした自己集合能は、生細胞中で作るナノ材料の設計に使えるだろう。

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対称性が高いと、同じようなものと固まって沈殿してしまうわけです。

みなさんも、「対称性が低くて、凝集、沈殿しない」ような人材になってください。

雑誌会（200115）回答_藤田

Ligand Redox Noninnocence in [Co III (TAML)] 0/– Complexes Affects Nitrene Formation Nicolaas P. van Leest, Martijn A. Tepaske, Jean-Pierre H. Oudsen, Bas Venderbosch, Niels R. Rietdijk, Maxime A. Siegler, Moniek Tromp, Jarl Ivar van der Vlugt, and Bas de Bruin DOI: 10.1021/jacs.9b11715 J . Am. Chem. Soc. ASAP 訂正雑誌会スライド８、９枚目の [Co III (TAML sq )] – の有効磁気モーメントの数値が [Co III (TAML red )] – のものになっていましたので、訂正致します。誤： µ eff = 2.94 µ B ( S =1/2) 正： µ eff = 1.88 µ B ( S =1/2) Evans 法 NMR によって常磁性化合物の磁化率を求める方法。以下の式1– 5によって磁化率、有効磁気モーメントおよびスピン量子数 S が得られる。以下は Supporting Information の記述である。 1. 常磁性種、内部標準を含んだ溶液を入れた NMR チューブの中に、内部標準だけを含んだ溶液を入れたキャピラリーを入れ、 NMR を測定する。 2. 内部標準のピークのシフト幅 Δν から磁化率 χ (cm 3 g -1 )を計算する（式１）。 1 (ν 0 : 共鳴周波数、 c : 常磁性種の濃度、 M : 常磁性種のモル質量 ) 3. 磁化率 χ に M を掛けることで、モル磁化率 χ M (cm 3 mol -1 )を計算する（式２）。 ...

A low-spin Fe(iii) complex with 100-ps ligand- to-metal charge transfer photoluminescence

Authors: Pavel Chábera, Yizhu Liu, Om Prakash, Erling Thyrhaug, Amal El Nahhas, Alireza Honarfar, Sofia Essén, Lisa A. Fredin, Tobias C. B. Harlang, Kasper S. Kjær, Karsten Handrup, Fredric Ericson, Hideyuki Tatsuno, Kelsey Morgan, Joachim Schnadt, Lennart Häggström, Tore Ericsson, Adam Sobkowiak, Sven Lidin, Ping Huang, Stenbjörn Styring, Jens Uhlig, Jesper Bendix, Reiner Lomoth, Villy Sundström, Petter Persson & Kenneth Wärnmark Nature 543, 695–699 (30 March 2017) doi:10.1038/nature21430 Received 03 August 2016 Accepted 23 January 2017 Published online 29 March 2017 https://www.nature.com/nature/journal/v543/n7647/pdf/nature21430.pdf 解説記事： Making iron glow 蛍光を発する鉄(III)錯体ができたというNatureの論文です。だからなんだよ？と思うかもしれませんが、鉄の錯体を光らせることは非常に難しいとされてきました。ルテニウム(II)やイリジウム(III)といった第五、第六周期の遷移金属錯体では、高い発光量子収率をもった（より、効率的に光る）錯体が数多く知られています。一方で、配位子場分裂がルテニウムなどと比べて小さな鉄錯体では、MLCT励起で生成した電子配置と、鉄のtg電子が一つだけegへと励起した電子配置が近いため、非常に早く電子が鉄へと戻ってきてしまうためです（ Anal.Chem.63, 829A–837A ...

Investigating the Underappreciated Hydrolytic Instability of 1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene and Related Unsaturated Nitrogenous Bases

https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.oprd.9b00187?rand=gzylk8tq Alan M. Hyde, Ralph Calabria, Rebecca Arvary, Xiao Wang, Artis Klapars Department of Process Research & Development, MRL, Merck & Co., Inc. United States Org. Process Res. Dev. 2019, ASAP メルクの社員さんの論文です。DBUなどのアミジン、あるいはグアニジン構造を持った塩基が、ゆっくりと加水分解していることを報告しています。薬の研究中にそれに気付いて、ちゃんと報告せねばならんと思ったと書いてあります（偉い人たちですね）。上の表の塩基について実験しています。微量の水から水酸化物イオンが出て、それにより加水分解が始まるので、たとえば水溶液にしたときに、pHが11.6以下なら分解しないそうです。 TBDという塩基、DBUより強いので、使ってみても良さそうですね。

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Daniel Langford, Inigo Göttker-Schnetmann, Florian P. Wimmer, Larissa A. Casper, Philip Kenyon, Rainer F. Winter, Stefan Mecking* Publication Date:July 3, 2019 https://doi.org/10.1021/acs.organomet.9b00332 Copyright © 2019 American Chemical Society Organometallics の論文です。ニッケル触媒の仕事、というよりカウンターアニオンとして新たに合成された、ペンタフルオロスルファニル基（-SF6）を有するボレートが渋いので、紹介します。近年、トリフルオロメチル基は高い電子求引性を有する置換基として大活躍していますが、同様に高い電子求引性を有するSF6基は、"スーパー"トリフルオロメチル基としての地位を確立しつつあるそうです。我々のグループでもよく用いているテトラフェニルボレートアニオン（BPh4-）は、優れた対アニオンですが、酸化剤と反応してしまうこともあることが知られています。カーリンらのグループ？からは、フェニル基の3,5位に、電子求引性の高いCF3を導入した錯体を用いると、活性種の安定性が大きく変わることを報告しているようです。このようなアニオンはBArFと呼ばれて親しまれています（下図左）。本論文で著者らは、対応するグリニャール試薬とBCl3を反応させることで、下図右のカウンターアニオン、S-BArFを新たに合成しています。高い電子求引性による電荷の分散効果と、立体によるホウ素中心への攻撃の阻害が期待されます。 250°Cくらいまで、熱には安定なようです。筆者らは、ニッケル錯体の対アニオンとしてこのアニオンを利用したところ、重合触媒活性があがったと報告しています。ニッケル錯体と、対アニオンの相互作用が小さいこと、対アニオンの安定性が高いことなどの理由があると思います（このあたりはちゃんと読んでいません）。計算したところ、HOMOの非局在化具合はBArF、S-BArFとあまり変わらない（それぞれ、92%、93%）ようですが、LUMOがS-BArFで...

High-Energy-Resolution Fluorescence-Detected X‑ray Absorption of the Q Intermediate of Soluble Methane Monooxygenase

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