生命機能物理学講座

生命機能物理学という講座名には、講座の最も大切な目標が織り込まれています。すなわち、

「様々な生命現象を担う生体高分子（主にタンパク質）の機能発現メカニズムを、核磁気共鳴(NMR)法やX線結晶解析といった物理学・量子化学的な解析手法により、生命現象のメカニズムを原子レベルで解明する」という目標です。

さらに、「機能発現メカニズムに基づく新規創薬戦略を構築」するとともに、AIなどのIT技術を駆使して「タンパク質機能を制御する中分子化合物を創出」し、革新的創薬を実現することを目指しています。

現在、研究対象（関連する疾病・治療薬）は、電位依存性イオンチャネル（不整脈、疼痛、糖尿病、乾癬、アレルギー、不妊治療）、ウイルス表面タンパク質とヒト細胞上の受容体の相互作用（ウイルス感染機構とその阻害薬創製）、細胞内での疾病に関わるProtein-Protein Interaction (PPI)（がん、細胞増殖、ウイルス感染）など多岐に渡っています。

これらのタンパク質は、リガンドの結合や膜電位の変化といった刺激により、立体構造や運動性・相互作用が変化します。薬物の結合によって、タンパク質の機能が変調を受け、正常な生理機能を回復したり、機能不全や過剰亢進を抑制したりできれば疾病の治療へと繋がります。また、ウイルスがヒトの細胞に侵入する際に重要な、ウイルス表面のタンパク質とヒト細胞表面上のタンパク質との相互作用を薬物で阻害できれば、ウイルス感染症の対する薬を作ることができます。

私たちは、これらの研究を通じて、革新的な薬剤を創製し、人類の健康に寄与することを目指します。

  がんは日本の死因第1位であり治療法の確立が求められています。がん細胞では、様々なタンパク質が恒常的にリン酸化され、正常細胞とは異なるタンパク質間相互作用（PPI）を形成することで、がんの悪性化を引き起こします。したがって、がん悪性化に関与するPPI機構を立体構造の観点より明らかにし、特異的に阻害する化合物を見出すことができれば、新規抗がん剤の創製につながります。

本研究では、本来はがんを抑制するはずの転写因子FOXO3aが、がん細胞ではリン酸化と14-3-3ζの結合によりDNAから解離して機能を失うことに注目し、FOXO3aと14-3-3ζの結合様式とDNA解離機構を解明しました。具体的には、NMRなどの生物物理学的手法を用いて、14-3-3ζがFOXO3aのリン酸化モチーフでのテザリングを利用して結合力を増大させ、さらにDNA結合部位とも直接結合してDNAを競合的に解離させる巧みなPPIと競合メカニズムを初めて実証しました。

(Enomoto S. et al. Nat. Commun. 2026,　慶應プレスリリース,　慶應英文ニュースレター”The Penmark",　研究紹介YouTube)  

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