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 兵庫県立大と理化学研究所などの研究グループが、同県佐用町にあるエックス線自由電子レーザー施設「SACLA(サクラ)」を使い、ヒトを含む哺乳動物が、タンパク質の中で生きるためのエネルギーを獲得する仕組みを世界で初めて解明した、と発表した。100兆分の1秒という超高速撮影により、関連するタンパク質が一瞬のうちに起こす変化を克明に捉えたという。成果は14日付の米科学誌サイエンス・アドバンシーズ(電子版)に掲載された。(田中陽一)

 研究グループによると、哺乳動物は呼吸で取り込んだ酸素を使い、「チトクロム酸化酵素」(CcO)と呼ばれるタンパク質の中で食物からエネルギーを取り出す。エネルギーはCcO内で特定の経路をたどり、別の媒体によって1カ所に集積。そこから生命活動に欠かせないエネルギー源となる化合物「アデノシン三リン酸」(ATP)が生み出される。

 一連の反応は千分の1秒という極めて短時間で起きるため、具体的なメカニズムは謎とされてきたが、サクラの活用により、連続的に把握することに成功。CcOに取り込まれた酸素が、二つの役割を果たしていることを突き止めた。

 酸素はまず銅原子と結合し、エネルギーが通る経路に“ふた”をつくって逆流を防止。続いて酸素は鉄原子に移り、食物からエネルギーを取り出す。エネルギーが集積して効率よくATPを合成するのは、こうした仕組みが理由という。

 メンバーの吉川信也・県立大特任教授は「今回の成果は生命現象の理解を深めるだけでなく、CcOが関連する病気の治療や創薬開発への応用も期待できる」としている。

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