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科学者は、小分子の重要な安定化の役割を明らかにします

何十年もの間、アミノ酸は安定剤としてインスリンのような医療製剤に加えられてきました。これらの小分子は、タンパク質（つまり大きな粒子）が望ましくない方法で相互作用することを維持しています。そして何十年もの間、科学者はこれが機能することを知っていましたが、その理由ではありません。 現在、EPFLの工学部の超分子ナノ材料とインターフェース研究所が率いる科学者の国際チームは、最終的に「理由」を説明し、その過程で溶液中のすべての小さな分子の基本的な安定化効果を発掘しました。この発見は、MITのAlfredo Alexander-Katzと、EPFLの卒業生であるZhi Luoを含む中国の南部科学技術大学の研究者と共同で、自然界で掲載されています。 「溶液中に懸濁すると、タンパク質は中心形態の周りで常に形状が変化しているため、一般的な理論は、アミノ酸がタンパク質が誤って折りたたまないようにするのに役立つということでした」と、最近のEPFL PhDの卒業生と最初の著者Ting Maoは説明します。 「今、私たちはこれが事実ではないことを示しています。実際、アミノ酸の安定化効果は生物学とはほとんど関係がありませんが、むしろ、コロイドとして知られるより大きな粒子に関連するすべての小分子の一般的な特性です。」 小分子、超分子ナノ材料、およびインターフェースのこのコロイド効果を理解するために、実験室のヘッドフランチェスコステラッチは、廊下の反対側でお互いに向かって歩いている2人の同僚を想像することを示唆しています。 「これらの2人の同僚が本当にうまく仲良くなり、常に立ち止まってチャットしたいと思っています。廊下が空っぽである場合、すぐにお互いを見つけて集まってしまいます。しかし、廊下が突然混雑した場合、彼らはすでに過ぎ去ったか、お互いを完全に逃してしまうまでお互いを見ないかもしれません」とStellacciは説明します。 「スクリーニングアトラクションと呼ばれるこの現象は、アミノ酸がより大きな粒子にどのように影響するかです。廊下で群衆の役割を果たし、相互作用を抑えます。」 興味深いことに、科学者は1世紀以上にわたって塩が反対を行うことを知っています。彼らは反発を選別します。廊下の例では、塩も群衆の役割を果たしていますが、この場合にのみ、2人の非友好的な同僚が厄介な相互作用を避けることを妨げます。 「私たちが発見したのは、アミノ酸が本質的に抗塩であるということです。なぜなら、反対の「スクリーニング」効果があるからです。本質的にこれを見ることができます。植物に塩水で骨抜きになったとき、その細胞はより多くのアミノ酸を生成し、塩濃度の増加に応じてそれらを安定させるのに役立つことが示されています。 研究者は、彼らの研究が今後の科学研究におけるアミノ酸濃度を報告するための強い議論を提供すると言います。 「生物学では、溶液のイオン（塩）濃度を報告せずに実験を行うことはありません。私たちの研究は、アミノ酸濃度が同様に影響を与えることを示しているため、厳密に報告する必要があることを示しています」とStellacci氏は言います。 実際、Stellacciは、最近資金提供されたERC Advanced Grantの一部として、これらの分子効果の未開発の可能性をすでに追求しています。 「私たちは、アミノ酸のような小分子が健康な生物学的機能の中心であることを理解したいと考えています。ERCグラントのサポートにより、私たちの目標は最終的に、どの分子がどのタンパク質を安定させることができるか、そして生物医学研究の試行とエラーによって現在行われていることを予測することです。」 Mao T、Xu X、Winkler PM、Siri C、Poliukhine E、Silva PJ、Xu N、Al Zahabi K、La Pool R、Luo Z、Alexander-Katz A、Stelander-Katc F. タンパク質およびコロイド分散液に対するアミノ酸の安定化効果。 自然。 2025年9月10日。doi： 10.1038/S41586-025-09506-W…