HIV感染の拡大を防ぐには、従来のHIV自身を標的とした薬剤の開発だけでは不十分で、変異しにくい宿主側因子及び宿主因子-HIV間相互作用を薬剤の標的にすることが求められている。ヒトが保持するAPOBEC3Gタンパク質(A3G)は、HIVの粒子内へ取り込まれた後、宿主細胞内で逆転写されて生じたHIVの(-)DNA上のシトシンをデアミネーションしてウラシルへと変換する活性によって、抗HIV活性を発揮する。しかし、数多く連続するシトシンの区別やHIVのゲノムDNA上に散在するCクラスター内でのA3Gの作用機序は不明であった。そこで我々は、デアミネーション反応のリアルタイムモニタリングにより、A3Gの動的な作用機序の解明に取り組んだ。この手法を用いて、様々なssDNAのデアミネーション反応を解析した。その結果、A3Gは、CCCの3番目のCを好んでデアミネーションすること、このCCCのクラスターがDNA上に複数個存在する場合、より上流(5'側)にあるクラスターのCを優先的にデアミネーションすることを明らかにした。次にA3Gが5'側のCクラスターを優先的にデアミネーションする機構を明らかにするために、リアルタイムNMRデータの速度論的解析を行った。私達は、A3Gはブラウン運動でssDNA上を前後にスライドするが、Cに入る向きが3'からまたは5'からによって酵素活性が異なるというモデルを構築した。このモデルから導いた式に、測定した数種類のNMRデータをフィッティングした結果、3'からCに入った時の酵素活性は、5'から入った時の酵素活性よりも5倍高いことが明らかになった。すなわち、A3Gが3'から通る頻度の多い上流(5')の方が、デアミネーションされる確率が高くなるため、A3Gは位置依存的な反応速度を示すと言える。A3Gの基質はHIVの(-)ssDNAであるが、dsDNAを合成するHIVの逆転写酵素と競合しなければならない。そのため、効率良くHIVのゲノム上に変異を導入するためにA3Gはこのような方向性を持ったデアミネーション反応機構を獲得したと考えられる。