世界的に重大な健康上の懸念となっているデングウイルス（DENV）は、主に熱帯・亜熱帯地域で流行するデング熱を引き起こす。DENVのNS2B-NS3プロテアーゼ複合体はウイルス複製に不可欠であり、抗ウイルス薬開発の有望な標的である。本研究では、実験的手法と計算的手法を統合し、さまざまなpH条件下におけるNS2B-NS3プロテアーゼの構造動態を調査した。組換えNS2B-NS3プロテアーゼを大腸菌で発現させ、アフィニティークロマトグラフィーで精製し、SDS-PAGEによって純度を分析した。円二色性（CD）分光法により、pH依存的な二次構造変化が明らかとなり、中性から弱塩基性のpHでは安定である一方、酸性および強塩基性条件では不安定化することが示された。動的光散乱（DLS）分析では、極端なpH条件下におけるタンパク質の凝集と構造的不均一性が示された。相同性モデリングや分子動力学（MD）シミュレーションを含む相補的なインシリコ手法により、プロテアーゼのコンフォメーション変化に関する詳細な知見が得られた。計算ツールによって検証・精緻化されたモデル構造は、生理的pHでは構造的に安定である一方、極端なpHでは顕著な構造破綻を示した。DSSP（タンパク質二次構造辞書）解析および主成分分析により、特に酸性pHにおいて、αヘリックスとβシートがランダムコイルへ変化する顕著な二次構造転移が明らかとなった。治療への応用を分析するため、デングウイルスNS2B-NS3と低分子化合物との間でドッキングおよびMDシミュレーションを実施した。本研究は、NS2B-NS3プロテアーゼのpH依存的なコンフォメーション可塑性を明らかにし、その機能機構の理解に寄与するとともに、pH特異的阻害剤を合理的に設計するための基盤を提供する。これらの知見は、デング熱に対する治療戦略の進展における構造生物学の重要性を裏付ける。
https://doi.org/10.64898/2026.09.02.748787