生体内における構造と機能を詳しく調べる生体内ではいくつもの情報伝達が連鎖し、複雑なネットワークを形成しています。情報伝達を担う生体分子が必要な情報をタイミングよく伝達するしくみについてはほとんど分かっていません。この難問を解決するためには、今まで解析が困難であった脂質や糖鎖といった生体分子に着目し、生体内における構造と機能を詳しく調べる必要があります。脂質や糖鎖が免疫学的にも重要な機能を持ち、薬への応用も視野に入れられた研究が進められている昨今、これら物質がどのように相互作用して、生命に必要な機能を上手に引き出しているのかを調べることは新たな創薬への足掛かりとなる可能性を秘めています。専門とするチームが相互に連携する学際的な研究プロジェクトです。これまで未解明な脂質や糖鎖のようなやわらかい生体分子の機能構造を明らかにします。生体分子がどのようにタンパク質と相互作用して生命機能を引き出しているのかを精密に解明します。新たな創薬への足掛かりとなる可能性を秘めています。様々な生物に由来する複合脂質や糖鎖のような生体分子を対象にして、分子レベルでの相互作用の解明研究を進めています。このような研究成果の一つとして、植物サポニンの一種であるOSW-1のコレステロール依存的な膜作用を明らかにしました。天然に存在する植物成分であるサポニンは、糖鎖とサポゲニンと呼ばれる脂溶性部位を有する特殊な糖脂質とみることができます。このようなサポニンの一種であるOSW-1の未解明であった膜作用を、溶血試験やNMR実験等を用いて調べました。その結果、OSW-1は脂質膜中のコレステロールと選択的に相互作用して特殊な複合体構造を形成し、微小な穴を空けることを明らかにしました。膜タンパク質(オレンジ)の周りに特定の脂質分子が集合し、ドメインを形成している様子。細胞膜上には種々の生命機能を担う微小領域である脂質ラフトが広く存在します。この脂質ラフトの主な脂質成分であるスフィンゴミエリンの相互作用や脂質の配座と構造を研究します。この脂質ラフトには、ガングリオシドのような糖脂質も局在する事が知られています。そこで、この特殊な糖脂質が近傍の脂質や糖鎖、タンパク質分子とどのように相互作用するかを研究します。これらの研究を通して生体分子で構成された脂質ラフト形成の分子機構や機能の解明に大きく近づくと考えています。古細菌のような全く異なる生物の脂質の研究を進めることなどで、生物界に広く存在する脂質や糖鎖の普遍的な生命機能を明らかにしたいと考えています。NMRスペクトルの例。分子間の相互作用に関わる情報を取得することができる。