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森寛敏准教授と伊達公恵特任講師が伊藤科学振興会の平成30年度化学分野研究助成に採択・表彰されました

2018年10月25日更新

森 寛敏准教授（理論化学）と伊達公恵 特任講師（糖鎖化学・小川研究室）が、公益財団法人 伊藤科学振興会 の平成30年度化学分野研究助成に採択され、2018年10月18日に銀座資生堂ビルで開催された授賞式にて表彰されました。当振興会は、1968年より、物理・地学・化学・生物学の4分野の研究について隔年で表彰を行っており、設立50周年に当たる今年は「化学分野」での表彰が行われました。47件中4件という競争率の中、2件の表彰が本学化学科関連のものでした。森准教授・伊達講師の研究概要と受賞理由は下記の通りです。

受賞題目と研究概要・受賞理由

浸透圧調整分子の溶液化学：第一原理有効フラグメントポテンシャル-分子動力学計算によるアプローチ
（森 寛敏 基幹研究院自然科学系 准教授）

古典力学の運動方程式に基づいて分子挙動を理論的に計算する分子動力学計算は、コンピューターの飛躍的発展を背景にその確度をあげ、現在の物質科学研究には欠くことのできない手段となっている。中でも経験的なパラメーターに依らず、各時刻の分子の電子状態を量子化学的に計算し、そこから得られた値を用いて計算を行う第一原理分子動力学計算は汎用性に富み、信頼できる経験的パラメーターが存在しない系のシミュレーションにおいては大変強力である。この計算法の欠点は計算時間が著しく長くなることであって、そのため大規模分子系のシミュレーションを行うことが難しい。森氏は、大規模分子系を相互作用する小分子の集まりであると考えることで、小分子の波動関数をもとに静電・交換反発・分極・分散・電荷移動による相互作用をコンパクトに表現する有効フラグメントポテンシャル法を開発し、これと分子動力学計算を組み合わせることで巨大分子系を第一原理分子動力学計算によってシミュレートする研究を精力的に推進してきた。

森氏は、この独自の第一原理分子動力学計算を用いて、浸透圧調整分子の機能発現機構解明に挑戦している。海洋生物は浸透圧を調節するために「オスモライト」と呼ばれる浸透圧調整分子を保持しているが、これらが如何にしてその生化学的機能を実現しているのかについては未解明な点が多い。これを分子レベルで解明するため、オスモライトと水分子の相互作用、特にオスモライトの周囲で水がどのような水和構造を形成しているのか、理論解明に挑戦している。これはオリジナリティーある理論計算手法によって、自然界の基本的現象のメカニズムを解明しようとする研究であり、伊藤科学振興会の研究賞・研究助成を受けるのに相応しいと判断された。

膵アルファ-アミラーゼが認識するインスリン分泌制御糖タンパク質 DPP-4 の糖鎖構造と機能
（伊達 公恵 ヒューマンライフイノベーション研究所 特任講師）

糖タンパク質ジペプチジル・ペプチダーゼ-4（DPP-4）は、血糖上昇を感知してインスリン分泌を促進するインクレチンを分解し血糖値を上昇させる作用を持つ。DPP-4阻害物質は食後高血糖時のみインスリン分泌を促進するため、効果的な糖尿病治療薬として期待されている。

伊達氏は、これまで糖質消化酵素である膵アルファ-アミラーゼが、小腸の刷子縁膜上のN-型糖鎖、特に高マンノース型N-型糖鎖に特異的に結合すること、またその腸内糖鎖リガンドとしてDPP-4、二糖分解酵素、グルコーストランスポーターなどを同定し、膵アルファ-アミラーゼが血糖値調節作用を持つことを見出した1, 2)。伊達氏は、膵アルファ-アミラーゼが認識するDPP-4の糖鎖構造とその機能の解明に挑戦しており、その解明を通じて糖尿病の予防・治療への貢献が期待できる。よって、伊達氏の研究は、伊藤科学振興会の研究賞・研究助成を受けるのに相応しいと判断された。

1) Date K et al., Functional regulation of sugar assimilation by N-glycan-specific interaction of pancreatic α-amylase with glycoproteins of duodenal brush border membrane. J. Biol. Chem. 287, 23104-23118 (2012).
2) Date K et al., Pancreatic α-amylase controls glucose assimilation by duodenal retrieval through N-glycan-specific binding, endocytosis, and degradation. J. Biol. Chem. 290, 17439-17450 (2015).

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