分子を“結晶スポンジ”に泊めて撮影。100マイクログラムの未知物質まで立体化

形を知りたい分子を、穴だらけの結晶へ泊めて動けなくし、X線で立体構造を読む。東京科学大学などのチームは、分子に合わせて孔が伸び縮みする新しい「結晶スポンジ」APF-40を開発しました。

従来は難しかった分子量500以上の大型医薬分子を、マイクログラム単位の試料から解析。市販イベルメクチンに含まれる100マイクログラムほどの未知類縁体も特定しました。

孔が客に合わせて形を変える

通常の単結晶X線解析では、調べたい物質そのものを良質な結晶にする必要があります。結晶スポンジ法は、あらかじめ整った金属有機構造体の孔へ試料分子を入れ、スポンジごと回折させます。

APF-40には約1ナノメートル幅の通路と水素結合ネットワークがあり、客分子の大きさに合わせて拡張・収縮します。12種類の医薬分子を解析し、最大では分子量899、非水素原子64個のドラメクチンについて絶対立体配置まで決めました。

未知のエチル・イベルメクチン

液体クロマトグラフィー、質量分析、核磁気共鳴と組み合わせ、市販試料に微量に含まれる類縁体を調査。その中から未報告のエチル・イベルメクチンを構造決定しました。

ただしこれは薬の効き目や安全性を示した研究ではありません。すべての大型分子を無条件で捕まえられるわけでもなく、孔との相互作用や試料の純度に左右されます。創薬候補や天然物を“見る”ための分析技術です。