タンパク質同士の相互作用は、タンパク質にとって最も基本的かつ重要な機能です。タンパク質相互作用は、シグナル伝達、代謝などあらゆる生体機能に関係がありますし、更に機能的な人工タンパク質 (例えば、新型コロナウイルス感染症を防止できる人工タンパク質、スイッチのように働く人工タンパク質など)を設計する上でも重要です。そのため、タンパク質同士の相互作用にとって、どのような特徴が重要なのかなどを解明していきます。

タンパク質は常に翻訳(合成)されてると同時に、オートファジーやプロテアソーム系によって分解されることで、適切な品質管理がなされています。私達ヒトは2万種類程度の遺伝子を持っていますが、その中で600-800種類程度はタンパク質分解に関わっています。Tsuboyama et al 2023 Nature のデータを用いて構築されるタンパク質の折り畳みの構造予測モデル (in preparation) が構築されつつある一方で、生体内・細胞内にてどのようなタンパク質がより安定化・不安定化ということは不明なままです。このようなタンパク質の寿命のメカニズムの解明を目指します。

小分子化合物に比して、人工タンパク質の臨床上の大きな利点の一つは、タンパク質同士の相互作用を制御できる点です。例えば、がんでは、Ras-Raf、Myc-Maxなどの相互作用を制御することが期待されます。一方で、そのような重要なタンパク質同士の相互作用の殆どは、細胞膜上や細胞外ではなく、細胞質内で起こっています。そのため、そのような重要なタンパク質同士の相互作用を制御するためには、細胞質内へと効率的に移行する必要があります。人工タンパク質の医学応用を見据え、そのような細胞質内へと移行するのに必要・十分な特徴を探ります。