メイ・ホン(1970年生まれ)は、中国系アメリカ人の生物物理化学者であり、マサチューセッツ工科大学の化学教授である。[ 1 ]彼女は、固体核磁気共鳴(ssNMR)分光法の独創的な開発と応用によって、膜タンパク質、植物細胞壁、アミロイドタンパク質の構造とメカニズムを解明したことで知られている。彼女は、2021年のアメリカ化学会中西賞、2014年のギュンター・ラウキン賞、[ 2 ] 2012年のタンパク質学会若手研究者賞、2003年のアメリカ化学会純粋化学賞など、数々の賞を受賞している。
教育とキャリア
ホン氏は中国で育ち、 1992年にマウント・ホリヨーク大学で化学の学士号(最優秀)を取得し、1996年にカリフォルニア大学バークレー校で博士号を取得した。そこで、アレクサンダー・パインズ研究室で可変角度回転NMRを用いてリン脂質の構造と動態を調査した。マサチューセッツ工科大学のロバート・G・グリフィン研究室で1年間のポスドク研究員を務めた後、マサチューセッツ大学アマースト校に移り、ssNMRによるタンパク質構造決定を推進するために生合成同位体標識法を開発した。1999年にアイオワ州立大学で助教授、2002年に准教授、2004年に教授となり、2007年から2010年まで初代ジョン・D・コーベット教授職を務めた。2014年、マサチューセッツ工科大学に化学の教授として戻った。[ 1 ]
研究
ホンの研究は、ssNMRを用いて膜タンパク質の構造、ダイナミクスおよびメカニズムを解明することに焦点を当てている。彼女は特に、歴史上すべてのインフルエンザパンデミックの原因となっているインフルエンザAウイルスのマトリックス2(M2)タンパク質の詳細な研究で知られている。M2は、酸活性化プロトンチャネルであり、インフルエンザウイルスの膜切断タンパク質である。[ 3 ]ホンのssNMR研究は、プロトン移動速度と水とプロトン選択性ヒスチジン残基との間の平衡を定量化することにより、このチャネルのプロトン伝導メカニズムへの洞察を提供している。 [ 4 ] [ 5 ]彼女は、抗ウイルス薬アマンタジンがチャネル細孔を直接閉塞することによってプロトン伝導を阻害することを示した。[ 6 ]彼女はM2タンパク質のコレステロール結合構造を決定し、コレステロールがM2の膜切断機能を媒介する仕組みを明らかにしている。[ 7 ] 2020年に彼女はインフルエンザB型M2タンパク質構造[ 8 ]とSARS-CoV-2エンベロープタンパク質構造[ 9 ]の両方を決定しました。後者はCOVID-19への迅速な対応として決定されました。1.5ÅのBM2の閉鎖状態と開放状態における構造は、インフルエンザAM2と比較してBM2の異なる活性化メカニズムを明らかにしました。2.1ÅのSARS-CoV-2エンベロープタンパク質構造は、抗ウイルス薬設計の基礎となります。
ホン博士らが研究した他の膜タンパク質には、 βヘアピン抗菌ペプチド[ 10 ]、チャネル形成コリシン[ 11 ]、ウイルス融合タンパク質[ 12 ]などがある。ホン博士は、抗菌ペプチドプロテグリン-1によって形成される膜環状孔の構造を決定し[ 10 ]、このペプチドの膜破壊機構を説明した。ホン博士は、ウイルス融合タンパク質の膜貫通ドメインが構造的に可塑性を持つこと、そしてβシート構造がウイルスと細胞の融合に必要な膜の湾曲と膜の脱水の生成と相関することを示した[ 12 ]。
ホン氏はまた、全長タウ[ 13 ]や神経変性疾患に関与するAβペプチド[ 14 ]、設計されたペプチドによって形成されるアミロイド線維など、アミロイドタンパク質の構造と動態も研究してきた。[ 15 ]彼女は、ペプチドホルモンのグルカゴンが、2つの共存する分子構造を持つ反平行水素結合βシートに線維化することを示した。[ 16 ]これらの研究は、構造多型、水との相互作用、 [ 17 ]および金属イオン結合の起源を解明するものである。
ホンは、多次元ssNMRを用いた植物細胞壁の研究の先駆者であった。 [ 18 ]これらの研究は、植物細胞壁における多糖類の分子間相互作用を明らかにし、セルロース、ヘミセルロース、ペクチンが相互作用する単一ネットワークモデルを提唱することで、従来の一次細胞壁構造モデルの改訂に貢献した。 [ 19 ]彼女は、タンパク質エクスパンシンの結合標的がセルロースミクロフィブリルのヘミセルロースに富む領域であることを決定し、[ 20 ]エクスパンシンによる細胞壁の緩みのメカニズムについての知見を与えた。
これらの疑問を解決するために、ホンは同位体標識戦略、[ 21 ]多次元NMR相関実験、[ 22 ]分極移動技術、[ 23 ] [ 24 ]およびNMRスペクトルの共鳴帰属のための計算手法を開発しました。[ 25 ]
受賞歴
参考文献
- ^ a b「MITのメイ・ホン教授 – ホン研究室」 。 2019年5月21日閲覧。
- ^エルンスト、リチャード・R. (2005年4月). 「ギュンター・ラウキン賞」.磁気共鳴ジャーナル. 173 (2): 188– 191. Bibcode : 2005JMagR.173..188E . doi : 10.1016/j.jmr.2005.02.006 . ISSN 1090-7807 . PMID 15780911 .
- ^ Hong, Mei; DeGrado, William F. (2012-10-09). 「インフルエンザM2タンパク質によるプロトン伝導と阻害の構造的基盤」 . Protein Science . 21 (11): 1620– 1633. doi : 10.1002/pro.2158 . PMC 3527700. PMID 23001990 .
- ^ Hu, F.; Luo, W.; Hong, M. (2010-10-21). 「固体NMRによるインフルエンザM2プロトンチャネルのプロトン伝導とゲーティングのメカニズム」 . Science . 330 (6003): 505– 508. Bibcode : 2010Sci...330..505H . doi : 10.1126/ science.11 91714. ISSN 0036-8075 . PMC 4102303. PMID 20966251 .
- ^ Hu, Fanghao; Schmidt-Rohr, Klaus; Hong, Mei (2011-10-21). 「pH依存性ヒスチジン–水プロトン交換のNMR検出は膜貫通型プロトンチャネルの伝導機構を明らかにする」 . Journal of the American Chemical Society . 134 (8): 3703– 3713. doi : 10.1021/ja2081185 . ISSN 0002-7863 . PMC 3288706. PMID 21974716 .
- ^ Cady, Sarah D.; Schmidt-Rohr, Klaus; Wang, Jun; Soto, Cinque S.; DeGrado, William F.; Hong, Mei (2010). 「脂質二重層におけるインフルエンザM2プロトンチャネルのアマンタジン結合部位の構造」 . Nature . 463 ( 7281): 689– 692. Bibcode : 2010Natur.463..689C . doi : 10.1038/nature08722 . ISSN 0028-0836 . PMC 2818718. PMID 20130653 .
- ^ Elkins, Matthew R.; Williams, Jonathan K.; Gelenter, Martin D.; Dai, Peng; Kwon, Byungsu; Sergeyev, Ivan V.; Pentelute, Bradley L.; Hong, Mei (2017-11-20). 「固体NMRによる脂質二重層中のインフルエンザM2タンパク質のコレステロール結合部位」 . Proceedings of the National Academy of Sciences . 114 (49): 12946– 12951. Bibcode : 2017PNAS..11412946E . doi : 10.1073/pnas.1715127114 . ISSN 0027-8424 . PMC 5724280. PMID 29158386 .
- ^ Mandala, Venkata S.; Loftis, Alexander R.; Shcherbakov, Alexander A.; Pentelute, Bradley L.; Hong, Mei (2020-02-03). 「閉鎖型および開放型インフルエンザB型M2プロトンチャネルの原子構造が伝導機構を明らかにする」. Nature Structural & Molecular Biology . 27 (2): 160– 167. doi : 10.1038 / s41594-019-0371-2 . ISSN 1545-9985 . PMC 7641042. PMID 32015551. S2CID 211017938 .
- ^ Mandala, Venkata S.; McKay, Matthew J.; Shcherbakov, Alexander A.; Dregni, Aurelio J.; Kolocouris, Antonios; Hong, Mei (2020年12月). 「脂質二重層におけるSARS-CoV-2エンベロープタンパク質膜貫通ドメインの構造と薬剤結合」 . Nature Structural & Molecular Biology . 27 (12): 1202– 1208. doi : 10.1038/s41594-020-00536-8 . ISSN 1545-9985 . PMC 7718435. PMID 33177698 .
- ^ a b Mani, R.; Cady, SD; Tang, M.; Waring, AJ; Lehrer, RI; Hong, M. (2006-10-23). 「固体NMRによる脂質二重層中のβヘアピン抗菌ペプチドの膜依存性オリゴマー構造と細孔形成」 . Proceedings of the National Academy of Sciences . 103 (44): 16242– 16247. Bibcode : 2006PNAS..10316242M . doi : 10.1073/ pnas.0605079103 . ISSN 0027-8424 . PMC 1637567. PMID 17060626 .
- ^ Luo, Wenbin; Yao, Xiaolan; Hong, Mei (2005). 「2D13Cスピン拡散NMRによる膜結合後のコリシンIaチャネルドメインの大規模構造再配置」. Journal of the American Chemical Society . 127 (17): 6402– 6408. Bibcode : 2005JAChS.127.6402L . doi : 10.1021/ja0433121 . ISSN 0002-7863 . PMID 15853348 .
- ^ a b Yao, Hongwei; Lee, Michelle W.; Waring, Alan J.; Wong, Gerard CL; Hong, Mei (2015-08-17). 「ウイルス融合タンパク質膜貫通ドメインはβストランド構造を採用し、ウイルス–細胞融合における膜トポロジカル変化を促進する」 . Proceedings of the National Academy of Sciences . 112 (35): 10926– 10931. Bibcode : 2015PNAS..11210926Y . doi : 10.1073/pnas.1501430112 . ISSN 0027-8424 . PMC 4568205. PMID 26283363 .
- ^ Dregni, Aurelio J.; Mandala, Venkata S.; Wu, Haifan; Elkins, Matthew R.; Wang, Harrison K.; Hung, Ivan; DeGrado, William F.; Hong, Mei (2019-08-13). 「in vitro 0N4Rタウ線維は、動的に不均一なファジーコートセグメントに囲まれた単形性βシートコアを含む」 . Proceedings of the National Academy of Sciences . 116 (33): 16357– 16366. Bibcode : 2019PNAS..11616357D . doi : 10.1073/pnas.1906839116 . ISSN 0027-8424 . PMC 6697781 . PMID 31358628。
- ^ Elkins, Matthew R.; Wang, Tuo; Nick, Mimi; Jo, Hyunil; Lemmin, Thomas; Prusiner, Stanley B.; DeGrado, William F.; Stöhr, Jan; Hong, Mei (2016-07-28). 「E22スイッチによるアルツハイマー病βアミロイド線維の構造多型:固体NMR研究」 . Journal of the American Chemical Society . 138 (31): 9840– 9852. Bibcode : 2016JAChS.138.9840E . doi : 10.1021/jacs.6b03715 . hdl : 1721.1/113318 . ISSN 0002-7863 . PMC 5149419 . PMID 27414264 .
- ^ Lee, M.; Wang, T.; Makhlynets, OV; Wu, Y.; Polizzi, N.; Wu, H.; Gosavi, PM; Korendovych, IV; DeGrado, WF (2017-05-31). 「固体NMR分光法による触媒アミロイドの亜鉛結合構造」doi : 10.2210/pdb5ugk/pdb .
- ^ Gelenter, Martin D.; Smith, Katelyn J.; Liao, Shu-Yu; Mandala, Venkata S.; Dregni, Aurelio J.; Lamm, Matthew S.; Tian, Yu; Pochan, Darrin J.; Tucker, Thomas J.; Su, Yongchao; Hong, Mei (2019-06-24). 「ペプチドホルモンであるグルカゴンは、2つの共存するβストランド構造を持つアミロイド線維を形成する」 . Nature Structural & Molecular Biology . 26 (7): 592– 598. doi : 10.1038/s41594-019-0238-6 . hdl : 1721.1/125383 . ISSN 1545-9985 . PMC 6609468 . PMID 31235909。
- ^ Wang, Tuo; Jo, Hyunil; DeGrado, William F.; Hong, Mei (2017-04-21). 「固体NMRによるアルツハイマー病βアミロイド線維の水分布、ダイナミクス、および相互作用の解析」 . Journal of the American Chemical Society . 139 (17): 6242– 6252. Bibcode : 2017JAChS.139.6242W . doi : 10.1021/ jacs.7b02089 . ISSN 0002-7863 . PMC 5808936. PMID 28406028 .
- ^ Wang, Tuo; Hong, Mei (2015-09-09). 「固体NMRによる植物一次細胞壁のセルロース構造およびマトリックス多糖類との相互作用の調査」 . Journal of Experimental Botany . 67 (2): 503– 514. doi : 10.1093/jxb/erv416 . ISSN 0022-0957 . PMC 6280985. PMID 26355148 .
- ^ Pérez García, Marilú; Zhang, Yuan; Hayes, Jennifer; Salazar, Andre; Zabotina, Olga A.; Hong, Mei (2011-02-15). 「2次元および3次元マジック角回転固体NMRによる植物細胞壁多糖類の構造と相互作用」.生化学. 50 ( 6): 989– 1000. doi : 10.1021/bi101795q . ISSN 0006-2960 . PMID 21204530. S2CID 42980200 .
- ^ Wang, T.; Park, YB; Caporini, MA; Rosay, M.; Zhong, L.; Cosgrove, DJ; Hong, M. (2013-09-24). 「植物細胞壁におけるエクスパンシン標的の高感度固体NMR検出」 . Proceedings of the National Academy of Sciences . 110 (41): 16444– 16449. Bibcode : 2013PNAS..11016444W . doi : 10.1073 /pnas.1316290110 . ISSN 0027-8424 . PMC 3799313. PMID 24065828 .
- ^ Hong, M.; Jakes, K. (1999-05-01). 「固体NMR研究のための膜タンパク質の選択的かつ広範な13C標識」. Journal of Biomolecular NMR . 14 (1): 71– 74. doi : 10.1023/A:1008334930603 . ISSN 1573-5001 . PMID 10382307. S2CID 41194972 .
- ^ Hong, Mei (1999-09-01). 「2次元および3次元マジックアングルスピニングNMRによる13C/15N標識固体タンパク質の共鳴帰属」. Journal of Biomolecular NMR . 15 (1): 1– 14. doi : 10.1023/A:1008334204412 . ISSN 1573-5001 . PMID 10549131. S2CID 1474913 .
- ^ Hong, Mei; Schmidt-Rohr, Klaus (2013-02-07). 「マジック角回転NMR法による生体高分子の長距離距離測定」 . Accounts of Chemical Research . 46 (9): 2154– 2163. doi : 10.1021/ar300294x . ISSN 0001-4842 . PMC 3714308. PMID 23387532 .
- ^ Roos, Matthias; Mandala, Venkata S.; Hong, Mei (2018-09-13). 「高速マジック角回転ラジオ周波数駆動19F-19F双極子再結合NMRによる長距離距離の測定」 . The Journal of Physical Chemistry B. 122 ( 40): 9302– 9313. doi : 10.1021/acs.jpcb.8b06878 . ISSN 1520-6106 . PMC 6314681. PMID 30211552 .
- ^ Fritzsching, KJ; Yang, Y.; Schmidt-Rohr, K.; Hong, Mei (2013-04-28). 「タンパク質固体NMRにおける化学シフトデータベースの実用化:2次元化学シフトマップと二次構造情報を用いたアミノ酸配列の帰属」 . Journal of Biomolecular NMR . 56 (2): 155– 167. doi : 10.1007/s10858-013-9732-z . ISSN 0925-2738 . PMC 4048757. PMID 23625364 .
- ^ 「ISMAR組織 | ISMAR」www.weizmann.ac.il . 2019年5月21日閲覧。
- ^ 「月曜日のENC:2014年ラウキエン賞受賞者」The Resonance、2014年3月25日。2019年5月21日閲覧。
- ^ 「ICMRBS創設者メダル」 www.icmrbs.org . 2019年5月21日閲覧。
- ^ 「選出フェロー」アメリカ科学振興協会。 2019年5月21日閲覧。
- ^ 「ACS純粋化学賞」アメリカ化学会. 2019年5月21日閲覧。
外部リンク