たんぱく質結晶に存在する微小なねじれを観測―ねじれが小さいほど結晶の品質が高いこと判明：横浜市立大学/高エネルギー加速器研究機構ほか
(2022年5月18日発表)
横浜市立大学と高エネルギー加速器研究機構（KEK）、広島大学の共同研究グループはたんぱく質結晶に存在する微小なねじれの観察に世界で初めて成功したと発表した。ねじれる原理の解明などが進み、ねじれを制御できるようになれば、たんぱく質結晶の品質向上が期待されるという。
新薬の開発などに向けてたんぱく質の構造と機能の解明が盛んに進められている。この研究の有力な手立てとなっているのがX線結晶構造解析。たんぱく質の結晶にX線を照射し、X線回折の角度と強度を解析することによってたんぱく質の3次元構造を得る。
研究グループは今回、「光の工場」（フォトンファクトリー）と呼ばれるKEKの放射光施設から放出される、光度が極めて強くて指向性の高い強力な放射光（X線）を用い、X線トポグラフィと呼ばれる解析実験を実施、結晶内の結晶欠陥などの観察を行った。その際、従来のX線フィルムの代わりにデジタル検出器を使用し、これまでは困難だった角度や時間の情報など多角的なイメージングを取得した。
実験の結果、たんぱく質の結晶において、結晶全体にわたって均一な“ねじれ”が存在していることを発見した。
結晶の“ねじれ”はこれまでにもいくつかの結晶において知られていたが、今回発見された“ねじれ”は光学顕微鏡などの一般的な手法では観察できない極めて微小なものだった。デジタルX線トポグラフィ技術を駆使することによって初めて観察された。
また、この技術を用いたことにより、結晶の回転軸に沿ってX線回折位置が変化する特異なふるまいが観測され、このふるまいはたんぱく質結晶の微小な“ねじれ”に起因していることを見出した。
さらに、結晶が大きいほど“ねじれ”が小さくなる“ねじれ”の緩和現象の観察にも成功，結晶の“ねじれ”が小さいほど，結晶の品質が高いことも明らかになった。これは、結晶の“ねじれ”を制御することにより、たんぱく質結晶の品質向上が期待できることを示しているという。
