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「膜タンパク質」とサイレントキーワードを含む研究
【生物学】生物学：ABC輸送体 ／膜タンパク質を含む研究件
❏三者複合体形成型ABC輸送体MacBによる基質輸送機構の解明(18K06079)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】岡田 有意 東京工業大学, 生命理工学院, 助教 (20507181)
【キーワード】構造生物化学 / X線結晶構造解析 / ABC輸送体 / 膜蛋白質 / 薬剤耐性 (他9件)
【概要】本研究では、ATPを利用して基質を能動輸送するATP-binding cassette（ABC）輸送体のうち、外膜チャネルと膜融合蛋白質と複合体を形成して基質の輸送を行う三者複合体形成型輸送体MacBについて、その基質輸送機構を解明することを目的とした。2017年に我々は分解能3.4オングストロームでMacBの結晶構造を明らかにしたが、本研究では新たに別のMacBホモログで分解能2.0オングストロ...
❏膜外コンポーネントと共役して機能する新奇ABC輸送体の構造機能解析(18H02386)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2018-04-01 - 2021-03-31
【研究代表者】村上 聡 東京工業大学, 生命理工学院, 教授 (30300966)
【キーワード】構造生物学 / X線結晶構造解析 / 膜輸送 / 膜蛋白質 / 薬剤耐性 (他7件)
【概要】新しいMacBホモログの高解像度での構造解析を完了した。これは2017年に我々が報告したものと比べ、重要な構造変化が観られた。既知の構造情報、さらに、RND型輸送体の知見も併せ、基質をペリプラズムで捉えて、外膜チャネルを介して輸送する三者複合体形成型輸送体複合体に特徴的な基質輸送機構であることが分かり、それをperiplasmic alternating access mechanismと名付け、...
【生物学】生物学：薬剤排出 ／膜タンパク質を含む研究件
❏膜外コンポーネントと共役して機能する新奇ABC輸送体の構造機能解析(18H02386)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2018-04-01 - 2021-03-31
【研究代表者】村上 聡 東京工業大学, 生命理工学院, 教授 (30300966)
【キーワード】構造生物学 / X線結晶構造解析 / 膜輸送 / 膜蛋白質 / 薬剤耐性 (他7件)
【概要】新しいMacBホモログの高解像度での構造解析を完了した。これは2017年に我々が報告したものと比べ、重要な構造変化が観られた。既知の構造情報、さらに、RND型輸送体の知見も併せ、基質をペリプラズムで捉えて、外膜チャネルを介して輸送する三者複合体形成型輸送体複合体に特徴的な基質輸送機構であることが分かり、それをperiplasmic alternating access mechanismと名付け、...
❏テトラサイクリン排出蛋白の結晶構造解析(11878112)
【研究テーマ】構造生物化学
【研究種目】萌芽的研究
【研究期間】1999
【研究代表者】山口 明人 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (60114336)
【キーワード】X線結晶構造解析 / 膜蛋白 / 結晶化 / 膜輸送 / 薬剤排出 (他6件)
【概要】1、テトラサイクリン排出タンパクの結晶化及び結晶構造解析に向けて、その基盤となる大量産生と大量精製法の条件検討を行った。その結果、1週間ほどの培養〜精製の行程で、30mg程の純化したテトラサイクリン排出タンパクを得る系の確立に成功した。この量は結晶化の実験に用いるには不足は無く、結晶化実験に向け基盤を固めることができた。 2、膜蛋白質の結晶化に於いて最も影響の大きな因子の一つである界面活性剤の選択...
【生物学】生物学：MAPキナーゼ経路 ／膜タンパク質を含む研究件
❏高浸透圧センシングの分子機構解明(16H04761)
【研究テーマ】機能生物化学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】舘林 和夫 東京大学, 医科学研究所, 准教授 (50272498)
【キーワード】高浸透圧 / 酵母 / MAP kinase経路 / センサー / シグナル伝達 (他17件)
【概要】細胞が高浸透圧を感知する分子機構を明らかにするため、酵母の高浸透圧応答に働くHog1 MAPキナーゼ(MAPK)経路の高浸透圧センサーの研究を行い、Hog1経路には膜タンパク質型と非膜タンパク質型の高浸透圧センサーの存在することを明らかにした。前者については、高浸透圧感知・応答に必要な複数のセンサー膜タンパク質の複合体形成について、その相互作用部位を同定することに成功した。後者については、細胞質内...
❏出芽酵母のHOG MAPK経路における高浸透圧感知の分子機構(19570122)
【研究テーマ】機能生物化学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2007 - 2008
【研究代表者】舘林 和夫 東京大学, 医科学研究所, 助教 (50272498)
【キーワード】細胞情報伝達機構 / 酵母 / MAPK / HOG経路 / 擬菌糸経路 (他15件)
【概要】我々は酵母の高浸透圧適応に必須なHOG MAPK経路の上流支経路であるSHO1経路の高浸透圧センサーとして、ムチン様膜タンパク質のHkr1及びMsb2を同定し、高浸透圧感知に関わる分子機構モデルを提唱した。 ...
【生物学】生物学：トランスロコン ／膜タンパク質を含む研究件
❏膜タンパク質の膜組み込み過程の解明(24687016)
【研究テーマ】機能生物化学
【研究種目】若手研究(A)
【研究期間】2012-04-01 - 2014-03-31
【研究代表者】塚崎 智也 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 准教授 (80436716)
【キーワード】タンパク質 / トランスロコン / 膜組み込み / 膜透過 / YidC (他14件)
【概要】細胞におけるタンパク質の膜組み込み過程は，すべての生物に共通した必須の機構である。本研究では膜タンパク質の機能発現システムを詳細に理解する為に，真正細菌のタンパク質の膜組み込みに関わる膜タンパク質YidC(内膜の膜組み込みに関与)の構造を2.4オングストローム分解能で決定し，構造情報に基づく機能解析を進めた。最終的に，YidCは電気的な相互作用で基質タンパク質を一旦親水的な凹みにキャプチャーした後...
❏合成生物学的手法による超分子複合体形成の研究(23247013)
【研究テーマ】構造生物化学
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2011-04-01 - 2014-03-31
【研究代表者】上田 卓也 東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (80184927)
【キーワード】リボソーム / 無細胞蛋白質合成系 / リポソーム / シャペロン / ＡＴＰ合成酵素 (他16件)
【概要】多くの蛋白質は複合体を形成することで制御された機能発現が可能となるが、細胞内の複合体の形成プロセスはほとんど未解明である。本プロジェクトでは、再構築型無細胞蛋白質合成系PURE systemを用いて、ポリペプチドの合成反応と複合体形成を試験管内で再構築を行った。その結果、細胞膜上の２２のポリペプチドから形成されるATP合成酵素、および３つのポリペプチドからなるトランスロコンの合成に成功した。また1...
【生物学】生物学：HOG経路 ／膜タンパク質を含む研究件
❏高浸透圧センシングの分子機構解明(16H04761)
【研究テーマ】機能生物化学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】舘林 和夫 東京大学, 医科学研究所, 准教授 (50272498)
【キーワード】高浸透圧 / 酵母 / MAP kinase経路 / センサー / シグナル伝達 (他17件)
【概要】細胞が高浸透圧を感知する分子機構を明らかにするため、酵母の高浸透圧応答に働くHog1 MAPキナーゼ(MAPK)経路の高浸透圧センサーの研究を行い、Hog1経路には膜タンパク質型と非膜タンパク質型の高浸透圧センサーの存在することを明らかにした。前者については、高浸透圧感知・応答に必要な複数のセンサー膜タンパク質の複合体形成について、その相互作用部位を同定することに成功した。後者については、細胞質内...
❏膜蛋白質の多量体形成と動的相互作用を介した高浸透圧感知機構(24370053)
【研究テーマ】機能生物化学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2012-04-01 - 2016-03-31
【研究代表者】舘林 和夫 東京大学, 医科学研究所, 准教授 (50272498)
【キーワード】高浸透圧 / センサー / 酵母 / HOG経路 / 膜タンパク質 (他13件)
【概要】本研究において、酵母の高浸透圧応答性HOG経路の上流SHO1支経路で働く高浸透圧センサーとして、４回膜貫通タンパク質のSho1を同定することに成功した。Sho1は高浸透圧に応じた自身の構造変化を通じ、細胞内シグナル因子Ste50と結合し、経路の活性化を促す。また、化学的クロスリンク法を用いた解析から、Sho1は膜貫通領域２、３番(TM2/3面)でホモ３量体、TM1/4面でホモ２量体、全体としてユニ...
❏出芽酵母のHOG MAPK経路における高浸透圧感知の分子機構(19570122)
【研究テーマ】機能生物化学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2007 - 2008
【研究代表者】舘林 和夫 東京大学, 医科学研究所, 助教 (50272498)
【キーワード】細胞情報伝達機構 / 酵母 / MAPK / HOG経路 / 擬菌糸経路 (他15件)
【概要】我々は酵母の高浸透圧適応に必須なHOG MAPK経路の上流支経路であるSHO1経路の高浸透圧センサーとして、ムチン様膜タンパク質のHkr1及びMsb2を同定し、高浸透圧感知に関わる分子機構モデルを提唱した。 ...
【生物学】生物学：イオン能動輸送 ／膜タンパク質を含む研究件
❏Na+ポンプによるNa+の選択機構の構造生物学的研究(18K06148)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】金井 隆太 東京大学, 定量生命科学研究所, 特任助教 (50598472)
【キーワード】Na+,K+-ATPase / イオン能動輸送 / 膜蛋白質 / X線結晶構造解析 / 能動輸送 (他11件)
【概要】Na+,K+-ATPaseは全ての動物細胞の細胞膜に局在し、ATP 1分子の加水分解エネルギーを利用して3個のNa+を細胞外へ、2個のK+を細胞内へ濃度勾配に逆らって輸送する膜蛋白質である。Na+の選択的輸送の理解に向けてNa+を結合した直後の状態、すなわちE1・3Na+状態の構造解析を行った。また、E1・3Na+状態の結晶を用いて、E1・Mn2+状態の構造、ATPアナログと結合したE1・3Na+...
❏パリトキシンによるナトリウムポンプのチャネル化機構の構造生物学(16K18500)
【研究テーマ】構造生物化学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】金井 隆太 東京大学, 定量生命科学研究所, 助教 (50598472)
【キーワード】Na+,K+-ATPase / パリトキシン / X線結晶構造解析 / イオン能動輸送 / 膜蛋白質 (他8件)
【概要】海産毒物パリトキシンはナトリウムポンプを標的として毒性を示す。ナトリウムポンプは本来、ナトリウムイオンとカリウムイオンを細胞内外へ能動輸送する膜蛋白質だが、パリトキシンと結合するとそのポンプ機能が失われて、チャネル化することが分かっていた。では、どのようにしてパリトキシンはナトリウムポンプをチャネル化するのか、その仕組みを明らかにするために、パリトキシンと結合したナトリウムポンプの立体構造解析を行...
【生物学】生物学：Na+,K+-ATPase ／膜タンパク質を含む研究件
❏Na+ポンプによるNa+の選択機構の構造生物学的研究(18K06148)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】金井 隆太 東京大学, 定量生命科学研究所, 特任助教 (50598472)
【キーワード】Na+,K+-ATPase / イオン能動輸送 / 膜蛋白質 / X線結晶構造解析 / 能動輸送 (他11件)
【概要】Na+,K+-ATPaseは全ての動物細胞の細胞膜に局在し、ATP 1分子の加水分解エネルギーを利用して3個のNa+を細胞外へ、2個のK+を細胞内へ濃度勾配に逆らって輸送する膜蛋白質である。Na+の選択的輸送の理解に向けてNa+を結合した直後の状態、すなわちE1・3Na+状態の構造解析を行った。また、E1・3Na+状態の結晶を用いて、E1・Mn2+状態の構造、ATPアナログと結合したE1・3Na+...
❏パリトキシンによるナトリウムポンプのチャネル化機構の構造生物学(16K18500)
【研究テーマ】構造生物化学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】金井 隆太 東京大学, 定量生命科学研究所, 助教 (50598472)
【キーワード】Na+,K+-ATPase / パリトキシン / X線結晶構造解析 / イオン能動輸送 / 膜蛋白質 (他8件)
【概要】海産毒物パリトキシンはナトリウムポンプを標的として毒性を示す。ナトリウムポンプは本来、ナトリウムイオンとカリウムイオンを細胞内外へ能動輸送する膜蛋白質だが、パリトキシンと結合するとそのポンプ機能が失われて、チャネル化することが分かっていた。では、どのようにしてパリトキシンはナトリウムポンプをチャネル化するのか、その仕組みを明らかにするために、パリトキシンと結合したナトリウムポンプの立体構造解析を行...
【生物学】生物学：Na+ポンプ ／膜タンパク質を含む研究件
❏Na+ポンプによるNa+の選択機構の構造生物学的研究(18K06148)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】金井 隆太 東京大学, 定量生命科学研究所, 特任助教 (50598472)
【キーワード】Na+,K+-ATPase / イオン能動輸送 / 膜蛋白質 / X線結晶構造解析 / 能動輸送 (他11件)
【概要】Na+,K+-ATPaseは全ての動物細胞の細胞膜に局在し、ATP 1分子の加水分解エネルギーを利用して3個のNa+を細胞外へ、2個のK+を細胞内へ濃度勾配に逆らって輸送する膜蛋白質である。Na+の選択的輸送の理解に向けてNa+を結合した直後の状態、すなわちE1・3Na+状態の構造解析を行った。また、E1・3Na+状態の結晶を用いて、E1・Mn2+状態の構造、ATPアナログと結合したE1・3Na+...
❏パリトキシンによるナトリウムポンプのチャネル化機構の構造生物学(16K18500)
【研究テーマ】構造生物化学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】金井 隆太 東京大学, 定量生命科学研究所, 助教 (50598472)
【キーワード】Na+,K+-ATPase / パリトキシン / X線結晶構造解析 / イオン能動輸送 / 膜蛋白質 (他8件)
【概要】海産毒物パリトキシンはナトリウムポンプを標的として毒性を示す。ナトリウムポンプは本来、ナトリウムイオンとカリウムイオンを細胞内外へ能動輸送する膜蛋白質だが、パリトキシンと結合するとそのポンプ機能が失われて、チャネル化することが分かっていた。では、どのようにしてパリトキシンはナトリウムポンプをチャネル化するのか、その仕組みを明らかにするために、パリトキシンと結合したナトリウムポンプの立体構造解析を行...
【生物学】生物学：結晶解析 ／膜タンパク質を含む研究件
❏膜蛋白質結晶中の脂質二重膜の可視化技術の開発(20K20376)
【研究テーマ】
【研究種目】挑戦的研究(開拓)
【研究期間】2020-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】豊島 近 東京大学, 定量生命科学研究所, 特任教授 (70172210)
【キーワード】脂質二重膜 / X線結晶解析 / 膜蛋白質 / 結晶 / 結晶解析 (他7件)
【概要】膜蛋白質の真の構造生物学を目指し、「脂質二重膜からプロトンまで」の全てを可視化する技術の開発に取り組んでいる。第一の目標は膜蛋白質結晶中の脂質二重膜の可視化であり、具体的課題は分解能10Åよりも低角の反射点の位相決定である。溶媒コントラスト変調法の拡張と多重同型置換法、その両者の組み合わせの適用を考え、技術開発とデータ収集を行った。さらに、中性子回折への発展を考え、膜蛋白質の大型結晶の作製技術の開...
❏P型ATPaseによる能動輸送とその制御機構の構造生物学(19H00975)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2019-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】豊島 近 東京大学, 定量生命科学研究所, 特任教授 (70172210)
【キーワード】構造生物学 / イオンポンプ / カルシウムポンプ / ナトリウムポンプ / 膜蛋白質 (他7件)
【概要】本研究は、P型ATPase（ポンプ）による能動輸送機構を原子構造に基づいて解明し、究極的には「何故そういう構造が必要なのか」「構造変化を起こす（或いは妨げる）機構はどのようなものか」を理解することを目指している。 最も研究が進んでいる筋小胞体Ca2+ポンプに関しては、特に生理的濃度のCa2+存在下低pHでの結晶構造の解析を進めた。これまでに得られたE1・2Ca2+状態の構造は高濃度（10-100 ...
❏P型ATPaseによる能動輸送機構の構造的解明(16H02499)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】豊島 近 東京大学, 定量生命科学研究所, 教授 (70172210)
【キーワード】イオンポンプ / 膜蛋白質 / 結晶解析 / エネルギー変換 / 構造生物学 (他7件)
【概要】本研究は、イオン能動輸送機構の完全な理解を第一の目標とし、特に、既に10の中間状態の構造決定に成功しているCa2+ポンプを対象に、イオンポンプは「どうしてそういう構造をとる必要があるのか」を追求した。イオン通路のゲート残基の変異体の結晶構造からプロトンの対向輸送の意義を解明し、Ca2+非存在下でATPを結合した状態の結晶から、ATPのみで起こる構造変化を明らかにした。さらに、4状態のCa2+ポンプ...
【生物学】生物学：超分子複合体 ／膜タンパク質を含む研究件
❏電子線結晶構造解析によるクーロンポテンシャルの可視化(24657111)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31
【研究代表者】米倉 功治 独立行政法人理化学研究所, 放射光科学総合研究センター, 准主任研究員 (50346144)
【キーワード】構造生物学 / 結晶構造解析 / 電子顕微鏡 / 膜蛋白質 / 超分子複合体 (他7件)
【概要】X線回折が利用できない微小な薄い三次元の蛋白質結晶から、電子線結晶構造解析により構造決定を行う新しい技術を開発した。電子線は負の電荷を持ち、同じ原子でも電荷を持ったものと中性のもので、その散乱のされ方は大きく異なる。開発した技術を用いて、膜蛋白質等の薄い結晶から機能部位のイオンやアミノ酸等の荷電状態を可視化することに成功した。生体分子が機能を発揮する上で、機能部位の荷電状態は大きな影響を及ぼすため...
❏膜タンパク質スーパーコンプレックスの構築原理と結晶化条件の解明(03304056)
【研究テーマ】生体物性学
【研究種目】総合研究(A)
【研究期間】1990 - 1993
【研究代表者】吉川 信也 姫路工業大学, 理学部, 教授 (40068119)
【キーワード】膜タンパク質 / 結晶化 / X線結晶構造解析 / 結晶成長機構 / タンパク質立体構造予測 (他11件)
【概要】過去3か年にわたる研究の結果、膜タンパク質スーパーコンプレックスの構築原理と結晶化条件の一般化に関して以下のことが明かになった。 膜タンパク質の立体構造の安定化の要因は膜貫通ヘリックス間の水素結合と静電的相互作用である。それに加えて、親水性部分が安定化に寄与している。したがって、脂質二重膜に埋まった疎外性表面を界面活性剤で覆って水溶液中に‘可溶化'することは立体構造を損なわずに膜タンパク質...
【生物学】生物学：電子線結晶解析 ／膜タンパク質を含む研究件
❏イオン能動輸送機構の結晶学的研究(11308026)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】1999 - 2001
【研究代表者】豊島 近 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 教授 (70172210)
【キーワード】能動輸送 / 蛋白質結晶 / 膜蛋白質 / イオンポンプ / 電子線結晶解析 (他7件)
【概要】本研究の目標は筋小胞体カルシウムATPaseの三次元構造をまずは、既に薄いながらもX線レベルの三次元結晶が得られていたカルシウム結合状態(ElCa^<2+>)の結晶を用いて、原子分解能で決定し、さらに他の生理的状態に関しても結晶化を進めることであった。本研究は我々の期待を上回る速度で進行し、3つの状態について原子モデルを構築でき、さらに他の2つのカルシウム結合状態(E1ATPとE1Pの...
❏イオン能動輸送機構の構造的解明(10044198)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】1998 - 1999
【研究代表者】豊島 近 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 教授 (70172210)
【キーワード】能動輸送 / 蛋白質結晶 / 膜蛋白質 / イオンポンプ / 大量発現 (他8件)
【概要】本研究の目的はP型イオンポンプによる能動輸送のメカニズムを構造面から理解しようとするものであった。計画立案時には、結晶が小さく、電子顕微鏡による解析しか不可能であったが、X線結晶解析に適用しうる三次元結晶の作製に成功したため、将来の発展を考え、部位特異的変異体の構造解析のための準備に重点を置くことにした。そのため、アデノウイルスによる発現系を用いてカルシウムATPaseの大量生産に成功している、米...
【生物学】生物学：X線結晶解析 ／膜タンパク質を含む研究件
❏膜蛋白質結晶中の脂質二重膜の可視化技術の開発(20K20376)
【研究テーマ】
【研究種目】挑戦的研究(開拓)
【研究期間】2020-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】豊島 近 東京大学, 定量生命科学研究所, 特任教授 (70172210)
【キーワード】脂質二重膜 / X線結晶解析 / 膜蛋白質 / 結晶 / 結晶解析 (他7件)
【概要】膜蛋白質の真の構造生物学を目指し、「脂質二重膜からプロトンまで」の全てを可視化する技術の開発に取り組んでいる。第一の目標は膜蛋白質結晶中の脂質二重膜の可視化であり、具体的課題は分解能10Åよりも低角の反射点の位相決定である。溶媒コントラスト変調法の拡張と多重同型置換法、その両者の組み合わせの適用を考え、技術開発とデータ収集を行った。さらに、中性子回折への発展を考え、膜蛋白質の大型結晶の作製技術の開...
❏三者複合体形成型ABC輸送体MacBによる基質輸送機構の解明(18K06079)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】岡田 有意 東京工業大学, 生命理工学院, 助教 (20507181)
【キーワード】構造生物化学 / X線結晶構造解析 / ABC輸送体 / 膜蛋白質 / 薬剤耐性 (他9件)
【概要】本研究では、ATPを利用して基質を能動輸送するATP-binding cassette（ABC）輸送体のうち、外膜チャネルと膜融合蛋白質と複合体を形成して基質の輸送を行う三者複合体形成型輸送体MacBについて、その基質輸送機構を解明することを目的とした。2017年に我々は分解能3.4オングストロームでMacBの結晶構造を明らかにしたが、本研究では新たに別のMacBホモログで分解能2.0オングストロ...
❏イオン能動輸送機構の結晶学的研究(11308026)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】1999 - 2001
【研究代表者】豊島 近 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 教授 (70172210)
【キーワード】能動輸送 / 蛋白質結晶 / 膜蛋白質 / イオンポンプ / 電子線結晶解析 (他7件)
【概要】本研究の目標は筋小胞体カルシウムATPaseの三次元構造をまずは、既に薄いながらもX線レベルの三次元結晶が得られていたカルシウム結合状態(ElCa^<2+>)の結晶を用いて、原子分解能で決定し、さらに他の生理的状態に関しても結晶化を進めることであった。本研究は我々の期待を上回る速度で進行し、3つの状態について原子モデルを構築でき、さらに他の2つのカルシウム結合状態(E1ATPとE1Pの...
【生物学】生物学：再構成 ／膜タンパク質を含む研究件
❏細胞と同等の成分を持つ人工細胞の高機能化による生命構成の必要条件解明(26650044)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31
【研究代表者】藤原 慶 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 助教 (20580989)
【キーワード】合成生物学 / 人工細胞 / 膜タンパク質 / ゲノム / 無細胞転写翻訳 (他10件)
【概要】本研究では人工細胞を生細胞に近づけその性質を解析することで、生命を構成するために必要な条件を明らかにするための基盤を構築することを目的とした。この試みを通し、細胞分裂面を決定するタンパク質局在波の人工細胞内における起動条件を見出した。また、生細胞と同様に多種多様の膜タンパク質を保持した人工細胞の構築を目的とした新規人工細胞融合法の開発と、ゲノムDNAを無細胞系によって機能的に転写翻訳する系の確立、...
❏高等植物の分泌系におけるタンパク質の輸送機構と修飾機構の解析(13460152)
【研究テーマ】応用分子細胞生物学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2001 - 2002
【研究代表者】松岡 健 理化学研究所, 形態構築研究チーム, チームリーダー (40222294)
【キーワード】細胞内輸送 / タンパク質修飾 / 再構成 / 植物 / 液胞 (他15件)
【概要】遺伝子組換え作物は、植物製産に要するコストが動物や微生物の製産に要するコストより極めて低いことから、動物由来の組換えタンパク質製産の場として期待される。多くの動物由来の有用タンパク質は分泌性であり、これらタンパク質は小胞体での合成の後ゴルジ装置等で糖鎖付加などの修飾を受け、液胞/リソソームへ輸送されることなく細胞外へ分泌される。しかし、タンパク質のゴルジ装置での修飾とゴルジ装置での液胞/リソソーム...
【生物学】生物学：細胞内小器官 ／膜タンパク質を含む研究件
❏マイクロ流体破砕を用いた細胞膜の裏側解析技術(19K22079)
【研究テーマ】
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2019-06-28 - 2022-03-31
【研究代表者】山口 哲志 東京大学, 先端科学技術研究センター, 准教授 (80398106)
【キーワード】膜タンパク質 / 1細胞解析 / 細胞膜 / 細胞内小器官 / 光応答性材料 (他11件)
【概要】光応答性細胞付着剤を修飾したマイクロ流路を用いて、細胞膜の裏側や細胞内小器官表面の膜タンパク質を網羅的に1細胞解析する技術を開発した。光応答性細胞付着剤表面に光を照射することで、流路の底面に1細胞アレイを構築した。高速の送液により細胞を破砕し、細胞底面の膜（細胞膜シート）のアレイを高効率に得る技術を開発した。電子顕微鏡観察により、このシート上では各種小胞や細胞骨格繊維が観察された。また、細胞の運動...
❏細胞内動的構造体の構築原理の解明(07308050)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】1995 - 1996
【研究代表者】神山 勉 名古屋大学, 大学院理学研究科, 教授 (30170210)
【キーワード】細胞内小器官 / 細胞内膜系 / 非膜系高次構造 / 生体超分子 / 細胞内脂質輸送 (他14件)
【概要】当研究班は細胞内の様々な動的高次構造体の構築原理を統一的に解明することを目指して研究活動を行った。研究課題に掲げた「細胞内動的構造体」とは、主には細胞内小器官を指しており、「構築原理の解明」とは、それらの形成過程を人工的に再現できるくらいに理解しようということである。具体的な研究対象としては、真核生物の細胞内膜系(形質膜、核膜、ミトコンドリア内膜、葉緑体チラコイド膜、筋小胞体、視覚桿体細胞の円盤膜...
【生物学】生物学：浸透圧 ／膜タンパク質を含む研究件
❏高浸透圧センシングの分子機構解明(16H04761)
【研究テーマ】機能生物化学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】舘林 和夫 東京大学, 医科学研究所, 准教授 (50272498)
【キーワード】高浸透圧 / 酵母 / MAP kinase経路 / センサー / シグナル伝達 (他17件)
【概要】細胞が高浸透圧を感知する分子機構を明らかにするため、酵母の高浸透圧応答に働くHog1 MAPキナーゼ(MAPK)経路の高浸透圧センサーの研究を行い、Hog1経路には膜タンパク質型と非膜タンパク質型の高浸透圧センサーの存在することを明らかにした。前者については、高浸透圧感知・応答に必要な複数のセンサー膜タンパク質の複合体形成について、その相互作用部位を同定することに成功した。後者については、細胞質内...
❏膜蛋白質の多量体形成と動的相互作用を介した高浸透圧感知機構(24370053)
【研究テーマ】機能生物化学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2012-04-01 - 2016-03-31
【研究代表者】舘林 和夫 東京大学, 医科学研究所, 准教授 (50272498)
【キーワード】高浸透圧 / センサー / 酵母 / HOG経路 / 膜タンパク質 (他13件)
【概要】本研究において、酵母の高浸透圧応答性HOG経路の上流SHO1支経路で働く高浸透圧センサーとして、４回膜貫通タンパク質のSho1を同定することに成功した。Sho1は高浸透圧に応じた自身の構造変化を通じ、細胞内シグナル因子Ste50と結合し、経路の活性化を促す。また、化学的クロスリンク法を用いた解析から、Sho1は膜貫通領域２、３番(TM2/3面)でホモ３量体、TM1/4面でホモ２量体、全体としてユニ...
【生物学】生物学：膜輸送 ／膜タンパク質を含む研究件
❏三者複合体を形成し機能するABC輸送体の構造機能解析(21H02412)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2021-04-01 - 2024-03-31
【研究代表者】村上 聡 東京工業大学, 生命理工学院, 教授 (30300966)
【キーワード】構造生物学 / 膜輸送 / X線結晶構造解析 / 膜蛋白質 / 薬剤耐性化
【概要】
❏膜外コンポーネントと共役して機能する新奇ABC輸送体の構造機能解析(18H02386)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2018-04-01 - 2021-03-31
【研究代表者】村上 聡 東京工業大学, 生命理工学院, 教授 (30300966)
【キーワード】構造生物学 / X線結晶構造解析 / 膜輸送 / 膜蛋白質 / 薬剤耐性 (他7件)
【概要】新しいMacBホモログの高解像度での構造解析を完了した。これは2017年に我々が報告したものと比べ、重要な構造変化が観られた。既知の構造情報、さらに、RND型輸送体の知見も併せ、基質をペリプラズムで捉えて、外膜チャネルを介して輸送する三者複合体形成型輸送体複合体に特徴的な基質輸送機構であることが分かり、それをperiplasmic alternating access mechanismと名付け、...
❏脂質二重膜マイクロチャンバアレイを用いた生体膜輸送計測システム(19310087)
【研究テーマ】マイクロ・ナノデバイス
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2007 - 2008
【研究代表者】鈴木 宏明 大阪大学, 大学院・情報科学研究科, 准教授 (20372427)
【キーワード】膜蛋白質 / マイクロチャンバー / 脂質二重膜 / アレイ技術 / 膜輸送 (他6件)
【概要】マイクロチャンバーアレイを利用して,生体の膜輸送タンパク質の輸送効率を評価する実験系の構築を行った.膜タンパク質を再構成するためには、人工脂質二重膜を高効率で形成する必要があり、その基盤技術を確立した。最終的に、人工脂質二重膜にABC輸送膜タンパク質を再構成し,それらにより輸送基質分子を微小空間(マイクロチャンバー)中に蓄積させ,蛍光顕微鏡による検出を試みた.本課題では、解決すべき課題が残るものの...
【生物学】生物学：高浸透圧 ／膜タンパク質を含む研究件
❏高浸透圧センシングの分子機構解明(16H04761)
【研究テーマ】機能生物化学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】舘林 和夫 東京大学, 医科学研究所, 准教授 (50272498)
【キーワード】高浸透圧 / 酵母 / MAP kinase経路 / センサー / シグナル伝達 (他17件)
【概要】細胞が高浸透圧を感知する分子機構を明らかにするため、酵母の高浸透圧応答に働くHog1 MAPキナーゼ(MAPK)経路の高浸透圧センサーの研究を行い、Hog1経路には膜タンパク質型と非膜タンパク質型の高浸透圧センサーの存在することを明らかにした。前者については、高浸透圧感知・応答に必要な複数のセンサー膜タンパク質の複合体形成について、その相互作用部位を同定することに成功した。後者については、細胞質内...
❏膜蛋白質の多量体形成と動的相互作用を介した高浸透圧感知機構(24370053)
【研究テーマ】機能生物化学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2012-04-01 - 2016-03-31
【研究代表者】舘林 和夫 東京大学, 医科学研究所, 准教授 (50272498)
【キーワード】高浸透圧 / センサー / 酵母 / HOG経路 / 膜タンパク質 (他13件)
【概要】本研究において、酵母の高浸透圧応答性HOG経路の上流SHO1支経路で働く高浸透圧センサーとして、４回膜貫通タンパク質のSho1を同定することに成功した。Sho1は高浸透圧に応じた自身の構造変化を通じ、細胞内シグナル因子Ste50と結合し、経路の活性化を促す。また、化学的クロスリンク法を用いた解析から、Sho1は膜貫通領域２、３番(TM2/3面)でホモ３量体、TM1/4面でホモ２量体、全体としてユニ...
❏出芽酵母のHOG MAPK経路における高浸透圧感知の分子機構(19570122)
【研究テーマ】機能生物化学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2007 - 2008
【研究代表者】舘林 和夫 東京大学, 医科学研究所, 助教 (50272498)
【キーワード】細胞情報伝達機構 / 酵母 / MAPK / HOG経路 / 擬菌糸経路 (他15件)
【概要】我々は酵母の高浸透圧適応に必須なHOG MAPK経路の上流支経路であるSHO1経路の高浸透圧センサーとして、ムチン様膜タンパク質のHkr1及びMsb2を同定し、高浸透圧感知に関わる分子機構モデルを提唱した。 ...
【生物学】基礎生物学：膜輸送体 ／膜タンパク質を含む研究件
❏三者複合体形成型ABC輸送体MacBによる基質輸送機構の解明(18K06079)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】岡田 有意 東京工業大学, 生命理工学院, 助教 (20507181)
【キーワード】構造生物化学 / X線結晶構造解析 / ABC輸送体 / 膜蛋白質 / 薬剤耐性 (他9件)
【概要】本研究では、ATPを利用して基質を能動輸送するATP-binding cassette（ABC）輸送体のうち、外膜チャネルと膜融合蛋白質と複合体を形成して基質の輸送を行う三者複合体形成型輸送体MacBについて、その基質輸送機構を解明することを目的とした。2017年に我々は分解能3.4オングストロームでMacBの結晶構造を明らかにしたが、本研究では新たに別のMacBホモログで分解能2.0オングストロ...
❏多剤排出輸送体の構造生物学(25291011)
【研究テーマ】構造生物化学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2013-04-01 - 2017-03-31
【研究代表者】石谷 隆一郎 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (90361568)
【キーワード】X線結晶構造解析 / 膜蛋白質 / 多剤耐性菌 / 膜輸送体 / Ｘ線結晶構造解析 (他7件)
【概要】多剤排出輸送体は，多様な薬剤を認識し排出することで薬物耐性細胞出現の原因となっている．この幅広い薬剤に対する認識・排出機構の理解は，創薬の観点からも重要である．しかし，膜蛋白質の構造解析は困難であり，近年いくつかの多剤排出輸送体の構造が解明されたが，分解能の低さのため，基質認識など生物学的に重要な点が依然不明のままである．本研究では，多剤排出輸送体として同定され，その後の研究により芳香族アミノ酸も...
❏二次性能動輸送体による細胞環境維持機構の構造生物学(22687007)
【研究テーマ】構造生物化学
【研究種目】若手研究(A)
【研究期間】2010 - 2012
【研究代表者】石谷 隆一郎 東京大学, 大学院・理学系研究科, 准教授 (90361568)
【キーワード】X 線結晶構造解析 / 膜蛋白質 / 膜輸送体 / ドラッグデリバリー / 多剤排出因子 (他6件)
【概要】細胞内外の環境維持に重要な能動輸送体は,エネルギーを消費して細胞膜を介した物質輸送を行う膜蛋白質であり,二次性輸送体は一次性輸送体が作り出したH+,Na+等のイオンの濃度勾配をエネルギー源として,低分子化合物を能動的に輸送する役割を持つ.特にこの二次性輸送体は,アミノ酸,核酸,糖,薬剤など,重要な生理活性物質の細胞内外の分布を決定づけている.そのため,これらの輸送体のヒトにおける機能異常は様々な疾...
【生物学】基礎生物学：ゴルジ体 ／膜タンパク質を含む研究件
❏初期ゴルジ品質管理機構の破綻によって生じる神経疾患の分子病態(17K08621)
【研究テーマ】医化学一般
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2017-04-01 - 2021-03-31
【研究代表者】原 太一 早稲田大学, 人間科学学術院, 教授 (00392374)
【キーワード】γセクレターゼ / Notchシグナル / 初期ゴルジ / Rer1 / 細胞膜タンパク質 (他18件)
【概要】Rer1はゴルジ体に存在し、異常なタンパク質や組み立てに失敗したタンパク質を小胞体に送り返す役割をしていることが分かっています。本研究では、Rer1が欠損するとγ-セクレターゼ複合体やその構成因子の一部がリソソームへと輸送され分解されることを示しました。Rer1をマウスの脳形成時に欠損させると、脳内のγ-セクレターゼ量が減少することにより神経幹細胞の増殖や維持に働くNotchシグナルが低下し、神経...
❏逆行輸送小胞による選別輸送のメカニズム(23580105)
【研究テーマ】応用微生物学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2011 - 2013
【研究代表者】野田 陽一 東京大学, 農学生命科学研究科, 助教 (90282699)
【キーワード】微生物機能 / 小胞輸送 / ゴルジ体 / ER / 出芽酵母 (他9件)
【概要】合成された蛋白質が細胞内輸送経路によりオルガネラに正しく局在化されることは細胞の生存にとって必須のプロセスである．ER, ゴルジ体における選別輸送の機構を明らかにするために，非常に優れた真核モデル微生物である出芽酵母を用いて，遺伝学的，生化学的な解析を行った．我々がゴルジ体に見いだしたSvp26, Erv41-Erv46複合体のERからの蛋白質の搬出レセプターとしての機能を解析し，新たな積み荷蛋白...
❏酵母ゴルジ体の機能制御のための分子機構解析(12460040)
【研究テーマ】応用微生物学・応用生物化学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2000 - 2002
【研究代表者】依田 幸司 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (20143406)
【キーワード】酵母 / 小胞輸送 / ゴルジ体 / 膜タンパク質 / 局在化機構 (他11件)
【概要】ゴルジ体は複数領域から成り、タンパク質は各領域で異なる修飾やプロセシングを受ける。従って、各領域の組成と成立ちは、ゴルジ体の働きを理解するのに極めて重要である。 初期領域のSed5タンパク質は輸送小胞がゴルジ体に融合するのに重要だが、N末端にSly1タンパク質が結合することを明らかにした。次いで、この結合で、ゴルジ体のSed5と輸送小胞のBet1間の複合体形成が促進されることを発見した。更に、温度...
【生物学】基礎生物学：翻訳 ／膜タンパク質を含む研究件
❏薬剤活性向上した大環状ペプチドを開発する新規戦略(15F15333)
【研究テーマ】ケミカルバイオロジー
【研究種目】特別研究員奨励費
【研究期間】2015-11-09 - 2018-03-31
【研究代表者】菅 裕明 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (00361668)
【キーワード】Peptides / Macrocycles / membrane protein / ABC-transporter / RaPID selection (他9件)
【概要】ABC-transporters are a large class of membrane bound proteins involved in the formation of drug resistance in eukaryotes and prokaryotes, especially with regard to anti cancer drugs and antibiotics. I...
❏特殊環状ペプチドライブラリとヒト培養細胞株を用いた細胞表面分子標的医薬の探索(24681047)
【研究テーマ】ケミカルバイオロジー
【研究種目】若手研究(A)
【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31
【研究代表者】加藤 敬行 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (90567760)
【キーワード】膜タンパク質 / ペプチド医薬 / RaPIDディスプレイ / 翻訳 / 遺伝暗号リプログラミング (他13件)
【概要】本研究では、膜タンパク質等の細胞表面分子を標的とする特殊環状ペプチド医薬の探索手法の確立を行った。通常、ランダムペプチドライブラリを用いたin vitro display法では磁気ビーズ上に固定化した標的分子をペプチドライブラリに提示させるが、標的が膜タンパク質の場合には精製・可溶化が困難なため磁気ビーズに固定できないケースが多い。そこで本研究では、膜タンパク質を発現した培養細胞株やバキュロウィル...
【生物学】基礎生物学：結晶構造解析 ／膜タンパク質を含む研究件
❏有機分子の排出にかかわる膜輸送体の構造生物学(17H03640)
【研究テーマ】構造生物化学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31
【研究代表者】石谷 隆一郎 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任教授 (90361568)
【キーワード】Ｘ線結晶構造解析 / 膜タンパク質 / 多剤耐性菌 / 薬物動態 / 結晶構造解析 (他8件)
【概要】生体は常に有毒な有機分子にさらされているが、細胞は防御策としてこれらを排出する機構を有している。この排出機構の分子実体は膜タンパク質である「排出輸送体」である。本研究では有機分子の排出機構に着目し、多剤排出輸送体MATEの構造解析を行った。 真核生物由来MATEに関しては，昨年度、シロイヌナズナ由来MATE輸送体AtDTX14の外向き開状態の構造を決定し、構造に基づいた変異体解析を行い、輸送機構を...
❏感染症原因菌の悪性化を統御するクオルモン－受容体膜タンパク質複合体の結晶構造解析(25292057)
【研究テーマ】応用生物化学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31
【研究代表者】永田 宏次 東京大学, 農学生命科学研究科, 准教授 (30280788)
【キーワード】膜タンパク質 / 結晶構造解析 / 細菌 / 抗菌 / 多剤耐性 (他8件)
【概要】FsrC-GBAP複合体およびFsrC-GBAP拮抗阻害剤複合体の結晶化で得られた結晶について大型放射光施設にてX線回折実験とデータ解析を行った結果、得られた一群の結晶は、FsrC精製試料に微量混在していた宿主大腸菌由来の膜タンパク質AcrBのものであると判明した。2種類の結晶のうち片方は新規の状態の結晶構造であった。AcrBはグラム陰性菌の多剤排出輸送体として機能するため、細菌感染症予防研究に資...
❏電子線結晶構造解析によるクーロンポテンシャルの可視化(24657111)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31
【研究代表者】米倉 功治 独立行政法人理化学研究所, 放射光科学総合研究センター, 准主任研究員 (50346144)
【キーワード】構造生物学 / 結晶構造解析 / 電子顕微鏡 / 膜蛋白質 / 超分子複合体 (他7件)
【概要】X線回折が利用できない微小な薄い三次元の蛋白質結晶から、電子線結晶構造解析により構造決定を行う新しい技術を開発した。電子線は負の電荷を持ち、同じ原子でも電荷を持ったものと中性のもので、その散乱のされ方は大きく異なる。開発した技術を用いて、膜蛋白質等の薄い結晶から機能部位のイオンやアミノ酸等の荷電状態を可視化することに成功した。生体分子が機能を発揮する上で、機能部位の荷電状態は大きな影響を及ぼすため...
【生物学】基礎生物学：タンパク質間相互作用 ／膜タンパク質を含む研究件
❏マイクロ流体破砕を用いた細胞膜の裏側解析技術(19K22079)
【研究テーマ】
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2019-06-28 - 2022-03-31
【研究代表者】山口 哲志 東京大学, 先端科学技術研究センター, 准教授 (80398106)
【キーワード】膜タンパク質 / 1細胞解析 / 細胞膜 / 細胞内小器官 / 光応答性材料 (他11件)
【概要】光応答性細胞付着剤を修飾したマイクロ流路を用いて、細胞膜の裏側や細胞内小器官表面の膜タンパク質を網羅的に1細胞解析する技術を開発した。光応答性細胞付着剤表面に光を照射することで、流路の底面に1細胞アレイを構築した。高速の送液により細胞を破砕し、細胞底面の膜（細胞膜シート）のアレイを高効率に得る技術を開発した。電子顕微鏡観察により、このシート上では各種小胞や細胞骨格繊維が観察された。また、細胞の運動...
❏相互作用に基づく光合成明反応膜蛋白質と電子輸送蛋白質の高効率電子輸送機構の解明(20790029)
【研究テーマ】物理系薬学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2008 - 2009
【研究代表者】上田 卓見 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 助教 (20451859)
【キーワード】構造生物学 / 生化学 / 膜タンパク質 / 核磁気共鳴法 / 光合成名反応 (他15件)
【概要】プラストシアニン(Pc)は、膜蛋白質複合体である光化学系I(PSI)に素早く電子を輸送することにより、光合成明反応を効率良く進めている。本研究では、酸化型アナログであるカドミウム置換体(Cd-Pc)の調製法を確立して、当研究室で確立した転移交差飽和法(TCS)を用いて、Cd-PcのPSI結合部位を同定した。その結果、Pc上の銅原子の酸化に伴って、Loop1のコンフォメーションが変化することにより、...
❏タンパク質の機能とモジュールシャッフリング(11480189)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】1999 - 2002
【研究代表者】郷 通子 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (70037290)
【キーワード】モジュール分類 / シャッフリング / イントロン / 膜タンパク質 / ペルオキシターゼ (他24件)
【概要】タンパク質の機能は全体構造に担われているわけではなく、(1)むしろ局所構造としてのモジュールが機能を担うこと、(2)モジュールを部品として生物が進化の過程で行ってきたタンパク質デザインの実体を明らかとする目的で本研究を開始した。結果として、タンパク質の各種の機能は局所的であり、ほとんどの機能はモジュールにアサインできることがわかった。例えば、(1)ファミリー10キシラナーゼの触媒ドメインにおいて、...
【生物学】基礎生物学：X線結晶構造解析 ／膜タンパク質を含む研究件
❏小区分43020:構造生物化学関連(0)
【研究テーマ】2018
【研究種目】構造生物化学
【研究期間】X線結晶構造解析
【研究代表者】ABC輸送体
【キーワード】膜蛋白質
【概要】
❏Na+ポンプによるNa+の選択機構の構造生物学的研究(18K06148)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】金井 隆太 東京大学, 定量生命科学研究所, 特任助教 (50598472)
【キーワード】Na+,K+-ATPase / イオン能動輸送 / 膜蛋白質 / X線結晶構造解析 / 能動輸送 (他11件)
【概要】Na+,K+-ATPaseは全ての動物細胞の細胞膜に局在し、ATP 1分子の加水分解エネルギーを利用して3個のNa+を細胞外へ、2個のK+を細胞内へ濃度勾配に逆らって輸送する膜蛋白質である。Na+の選択的輸送の理解に向けてNa+を結合した直後の状態、すなわちE1・3Na+状態の構造解析を行った。また、E1・3Na+状態の結晶を用いて、E1・Mn2+状態の構造、ATPアナログと結合したE1・3Na+...
❏三者複合体形成型ABC輸送体MacBによる基質輸送機構の解明(18K06079)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】岡田 有意 東京工業大学, 生命理工学院, 助教 (20507181)
【キーワード】構造生物化学 / X線結晶構造解析 / ABC輸送体 / 膜蛋白質 / 薬剤耐性 (他9件)
【概要】本研究では、ATPを利用して基質を能動輸送するATP-binding cassette（ABC）輸送体のうち、外膜チャネルと膜融合蛋白質と複合体を形成して基質の輸送を行う三者複合体形成型輸送体MacBについて、その基質輸送機構を解明することを目的とした。2017年に我々は分解能3.4オングストロームでMacBの結晶構造を明らかにしたが、本研究では新たに別のMacBホモログで分解能2.0オングストロ...
【生物学】基礎生物学：光合成 ／膜タンパク質を含む研究件
❏合成生物学的な手法による人工光合成システムの開発(26660082)
【研究テーマ】応用生物化学
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2014-04-01 - 2016-03-31
【研究代表者】上田 卓也 東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (80184927)
【キーワード】バクテリオロドプシン / ＡＴＰ合成酵素 / 光合成 / ATP合成酵素 / リポソーム (他7件)
【概要】バクテリオロドプシンとFoF1-ATP合成酵素を組み込んだ（BR-FoF1）リポソームベースのバイオナノリアクターの構築が研究目的である。PURE systemによりFoF1-ATP合成酵素の全サブユニットをリポソーム上に発現させた。特に、各サブユニットの合成量が等しくなるように、ＤＮＡ量の条件検討を行った。合成されたATP合成酵素が十分な活性を有していることを見いだした。バクテリオロドプシンにつ...
❏相互作用に基づく光合成明反応膜蛋白質と電子輸送蛋白質の高効率電子輸送機構の解明(20790029)
【研究テーマ】物理系薬学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2008 - 2009
【研究代表者】上田 卓見 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 助教 (20451859)
【キーワード】構造生物学 / 生化学 / 膜タンパク質 / 核磁気共鳴法 / 光合成名反応 (他15件)
【概要】プラストシアニン(Pc)は、膜蛋白質複合体である光化学系I(PSI)に素早く電子を輸送することにより、光合成明反応を効率良く進めている。本研究では、酸化型アナログであるカドミウム置換体(Cd-Pc)の調製法を確立して、当研究室で確立した転移交差飽和法(TCS)を用いて、Cd-PcのPSI結合部位を同定した。その結果、Pc上の銅原子の酸化に伴って、Loop1のコンフォメーションが変化することにより、...
【生物学】基礎生物学：カルシウムポンプ ／膜タンパク質を含む研究件
❏P型ATPaseによる能動輸送とその制御機構の構造生物学(19H00975)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2019-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】豊島 近 東京大学, 定量生命科学研究所, 特任教授 (70172210)
【キーワード】構造生物学 / イオンポンプ / カルシウムポンプ / ナトリウムポンプ / 膜蛋白質 (他7件)
【概要】本研究は、P型ATPase（ポンプ）による能動輸送機構を原子構造に基づいて解明し、究極的には「何故そういう構造が必要なのか」「構造変化を起こす（或いは妨げる）機構はどのようなものか」を理解することを目指している。 最も研究が進んでいる筋小胞体Ca2+ポンプに関しては、特に生理的濃度のCa2+存在下低pHでの結晶構造の解析を進めた。これまでに得られたE1・2Ca2+状態の構造は高濃度（10-100 ...
❏イオンポンプによる能動輸送の構造的基礎(08044195)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】国際学術研究
【研究期間】1996 - 1997
【研究代表者】豊島 近 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 教授 (70172210)
【キーワード】イオンポンプ / カルシウムポンプ / 能動輸送 / 三次元構造 / 電子顕微鏡 (他7件)
【概要】本研究は、イオンポンプの輸送サイクルの幾つかの状態での三次元構造を電子線構造解析によって可視化する事により、イオンの能動輸送の構造的実体を明らかにしようとするものである。対象とした筋小胞体カルシウムATPaseは、筋肉の弛緩時にカルシウムイオンを汲み出すポンプである。能動輸送の実体の解明には生理的に異なった状態の構造を解明することが必須であるが、本研究では特に、カルシウムが存在しない時にできるチュ...
【工学】総合工学：結晶化 ／膜タンパク質を含む研究件
❏テトラサイクリン排出蛋白の結晶構造解析(11878112)
【研究テーマ】構造生物化学
【研究種目】萌芽的研究
【研究期間】1999
【研究代表者】山口 明人 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (60114336)
【キーワード】X線結晶構造解析 / 膜蛋白 / 結晶化 / 膜輸送 / 薬剤排出 (他6件)
【概要】1、テトラサイクリン排出タンパクの結晶化及び結晶構造解析に向けて、その基盤となる大量産生と大量精製法の条件検討を行った。その結果、1週間ほどの培養〜精製の行程で、30mg程の純化したテトラサイクリン排出タンパクを得る系の確立に成功した。この量は結晶化の実験に用いるには不足は無く、結晶化実験に向け基盤を固めることができた。 2、膜蛋白質の結晶化に於いて最も影響の大きな因子の一つである界面活性剤の選択...
❏蛋白質の機能構造研究のためのX線結晶解析法の迅速高精度化(06305006)
【研究テーマ】広領域
【研究種目】総合研究(A)
【研究期間】1994 - 1995
【研究代表者】佐藤 能雅 東京大学, 薬学部, 教授 (30150014)
【キーワード】蛋白質 / X線結晶解析 / 蛋蛋白質 / 糖蛋白質 / 抗体 (他15件)
【概要】蛋白質の機能の解明と応用の研究を進展させるため、蛋白質の三次元構造の研究の分担を通じ、X線結晶解析の方法の新展開と、蛋白質の機能構造の迅速な研究体制の構築を本研究の目的とした。 平成6〜7年度の計画として、1 アミノ酸改変蛋白質、2 各種プロテアーゼとその阻害剤との複合体、3 アミラーゼ等とその阻害蛋白質、4 核酸および核酸を認識する蛋白質、5 抗原を認識する抗体と抗原複合体 6 膜蛋白質、結晶化...
❏膜タンパク質スーパーコンプレックスの構築原理と結晶化条件の解明(03304056)
【研究テーマ】生体物性学
【研究種目】総合研究(A)
【研究期間】1990 - 1993
【研究代表者】吉川 信也 姫路工業大学, 理学部, 教授 (40068119)
【キーワード】膜タンパク質 / 結晶化 / X線結晶構造解析 / 結晶成長機構 / タンパク質立体構造予測 (他11件)
【概要】過去3か年にわたる研究の結果、膜タンパク質スーパーコンプレックスの構築原理と結晶化条件の一般化に関して以下のことが明かになった。 膜タンパク質の立体構造の安定化の要因は膜貫通ヘリックス間の水素結合と静電的相互作用である。それに加えて、親水性部分が安定化に寄与している。したがって、脂質二重膜に埋まった疎外性表面を界面活性剤で覆って水溶液中に‘可溶化'することは立体構造を損なわずに膜タンパク質...
【工学】総合工学：電子顕微鏡 ／膜タンパク質を含む研究件
❏電子線結晶構造解析によるクーロンポテンシャルの可視化(24657111)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31
【研究代表者】米倉 功治 独立行政法人理化学研究所, 放射光科学総合研究センター, 准主任研究員 (50346144)
【キーワード】構造生物学 / 結晶構造解析 / 電子顕微鏡 / 膜蛋白質 / 超分子複合体 (他7件)
【概要】X線回折が利用できない微小な薄い三次元の蛋白質結晶から、電子線結晶構造解析により構造決定を行う新しい技術を開発した。電子線は負の電荷を持ち、同じ原子でも電荷を持ったものと中性のもので、その散乱のされ方は大きく異なる。開発した技術を用いて、膜蛋白質等の薄い結晶から機能部位のイオンやアミノ酸等の荷電状態を可視化することに成功した。生体分子が機能を発揮する上で、機能部位の荷電状態は大きな影響を及ぼすため...
❏筋小胞体カルシムイオンポンプの結晶構造解析(09480171)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】1997 - 1998
【研究代表者】豊島 近 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 教授 (70172210)
【キーワード】イオンポンプ / 筋小胞体 / 能動輸送 / 三次元構造 / 電子顕微鏡 (他8件)
【概要】本研究では能動輸送の構造的基盤を解明するために、P型イオンポンプを代表する筋小胞体カルシウムATPaseを対象として、電子線・X線構造解析を行った。この膜蛋白質は本研究を開始した時点で、電子線で解析可能な2つの形態の結晶を作ることが知られていた。すなわち、カルシウムイオン非存在下小胞体膜そのものが変形してつくるチューブ状結晶と高濃度カルシウムイオン存在下で再構成膜がつくる三次元微結晶である。チュー...
❏イオンポンプによる能動輸送の構造的基礎(08044195)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】国際学術研究
【研究期間】1996 - 1997
【研究代表者】豊島 近 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 教授 (70172210)
【キーワード】イオンポンプ / カルシウムポンプ / 能動輸送 / 三次元構造 / 電子顕微鏡 (他7件)
【概要】本研究は、イオンポンプの輸送サイクルの幾つかの状態での三次元構造を電子線構造解析によって可視化する事により、イオンの能動輸送の構造的実体を明らかにしようとするものである。対象とした筋小胞体カルシウムATPaseは、筋肉の弛緩時にカルシウムイオンを汲み出すポンプである。能動輸送の実体の解明には生理的に異なった状態の構造を解明することが必須であるが、本研究では特に、カルシウムが存在しない時にできるチュ...
【工学】総合工学：3次元構造 ／膜タンパク質を含む研究件
❏筋小胞体カルシムイオンポンプの結晶構造解析(09480171)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】1997 - 1998
【研究代表者】豊島 近 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 教授 (70172210)
【キーワード】イオンポンプ / 筋小胞体 / 能動輸送 / 三次元構造 / 電子顕微鏡 (他8件)
【概要】本研究では能動輸送の構造的基盤を解明するために、P型イオンポンプを代表する筋小胞体カルシウムATPaseを対象として、電子線・X線構造解析を行った。この膜蛋白質は本研究を開始した時点で、電子線で解析可能な2つの形態の結晶を作ることが知られていた。すなわち、カルシウムイオン非存在下小胞体膜そのものが変形してつくるチューブ状結晶と高濃度カルシウムイオン存在下で再構成膜がつくる三次元微結晶である。チュー...
❏イオンポンプによる能動輸送の構造的基礎(08044195)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】国際学術研究
【研究期間】1996 - 1997
【研究代表者】豊島 近 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 教授 (70172210)
【キーワード】イオンポンプ / カルシウムポンプ / 能動輸送 / 三次元構造 / 電子顕微鏡 (他7件)
【概要】本研究は、イオンポンプの輸送サイクルの幾つかの状態での三次元構造を電子線構造解析によって可視化する事により、イオンの能動輸送の構造的実体を明らかにしようとするものである。対象とした筋小胞体カルシウムATPaseは、筋肉の弛緩時にカルシウムイオンを汲み出すポンプである。能動輸送の実体の解明には生理的に異なった状態の構造を解明することが必須であるが、本研究では特に、カルシウムが存在しない時にできるチュ...
❏蛋白質の機能構造研究のためのX線結晶解析法の迅速高精度化(06305006)
【研究テーマ】広領域
【研究種目】総合研究(A)
【研究期間】1994 - 1995
【研究代表者】佐藤 能雅 東京大学, 薬学部, 教授 (30150014)
【キーワード】蛋白質 / X線結晶解析 / 蛋蛋白質 / 糖蛋白質 / 抗体 (他15件)
【概要】蛋白質の機能の解明と応用の研究を進展させるため、蛋白質の三次元構造の研究の分担を通じ、X線結晶解析の方法の新展開と、蛋白質の機能構造の迅速な研究体制の構築を本研究の目的とした。 平成6〜7年度の計画として、1 アミノ酸改変蛋白質、2 各種プロテアーゼとその阻害剤との複合体、3 アミラーゼ等とその阻害蛋白質、4 核酸および核酸を認識する蛋白質、5 抗原を認識する抗体と抗原複合体 6 膜蛋白質、結晶化...
【工学】総合工学：原子間力顕微鏡 ／膜タンパク質を含む研究件
❏鋭敏な聴覚の源であるモーター蛋白質プレスチンの精製とそれを用いた構造と機能の解明(18390455)
【研究テーマ】耳鼻咽喉科学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2006 - 2007
【研究代表者】和田 仁 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30111264)
【キーワード】耳科学 / 蛋白質 / 分子モータ / Prestin / 原子間力顕微鏡 (他14件)
【概要】Prestinは哺乳類内耳外有毛細胞の細胞膜に高密度に発現している膜タンパク質である.細胞膜電位が変化すると,prestinは細胞内の陰イオンを輸送し,それに伴い構造変化すると考えられている.そして,その構造変化は外有毛細胞の伸縮運動を引き起こすと推察されている.Prestinについてその同定以来様々な研究が行われてきたが,prestinの形状や構造変化メカニズムは解明されていない.そこで本研究で...
❏単一生細胞成分の経時的ナノ分析:機能分子の採取・同定・注入法の開発(15101004)
【研究テーマ】ナノ材料・ナノバイオサイエンス
【研究種目】基盤研究(S)
【研究期間】2003 - 2006
【研究代表者】猪飼 篤 東京工業大学, 大学院生命理工学研究科, 教授 (50011713)
【キーワード】AFM / mRNA / 培養細胞 / ナノマニピュレーター / PCR (他19件)
【概要】本研究課題では当該研究期間内につぎの事項の研究成果を挙げることができた。 1)膜タンパク質の特異的引き抜き過程におけるフォースカーブの解析から、当該膜タンパク質と細胞骨格の連鎖機構に関する情報をえる方法を開発した。 2)膜タンパク質の採取を行い、その同定法にけい光ラベルした抗体を用いた。赤血球膜タンパク質の採取は共有結合性架橋剤を用いる方法と、個々の膜タンパク質に特異的親和性を持つリガンドを用いる...
【工学】総合工学：可溶化 ／膜タンパク質を含む研究件
❏細胞表面抗原特異的ヒト抗体の網羅的選択・調製と応用(14704006)
【研究テーマ】生物・生体工学
【研究種目】若手研究(A)
【研究期間】2002 - 2004
【研究代表者】津本 浩平 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (90271866)
【キーワード】細胞表面抗原 / 抗体 / 相互作用 / がん細胞 / ファージディスプレイ (他15件)
【概要】本研究では、申請者が技術基盤を構築してきた、ヒト抗体の安定かつ高効率な人工選択・調製システムを最大限に生かして、細胞表面抗原に対するヒト抗体の網羅的作製のための技術基盤構築を目指すと同時に、ポストゲノム研究で重要な側面を持つ、膜蛋白質を中心とした蛋白質構造・機能評価系への展開と応用を図ることを目的としている。本年度の成果は以下の通りである。 1、細胞を使ったヒト抗体の選択 遺伝子の多様性創出に、試...
❏高等植物の分泌系におけるタンパク質の輸送機構と修飾機構の解析(13460152)
【研究テーマ】応用分子細胞生物学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2001 - 2002
【研究代表者】松岡 健 理化学研究所, 形態構築研究チーム, チームリーダー (40222294)
【キーワード】細胞内輸送 / タンパク質修飾 / 再構成 / 植物 / 液胞 (他15件)
【概要】遺伝子組換え作物は、植物製産に要するコストが動物や微生物の製産に要するコストより極めて低いことから、動物由来の組換えタンパク質製産の場として期待される。多くの動物由来の有用タンパク質は分泌性であり、これらタンパク質は小胞体での合成の後ゴルジ装置等で糖鎖付加などの修飾を受け、液胞/リソソームへ輸送されることなく細胞外へ分泌される。しかし、タンパク質のゴルジ装置での修飾とゴルジ装置での液胞/リソソーム...
【工学】総合工学：MEMS ／膜タンパク質を含む研究件
❏人工細胞膜と膜タンパク質から構成される神経インタフェースデバイスの研究開発(18H03512)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2018-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】八木 透 東京工業大学, 工学院, 教授 (90291096)
【キーワード】神経インタフェース / 脂質二重膜 / カーボンナノチューブ / ジャイアントリポソーム / ゲルボール (他13件)
【概要】電気シナプス（ギャップジャンクション）を人工的に実現する本神経インタフェースデバイスは，従来デバイスで問題となっている生体適合性と電気化学的な諸問題を解決できるデバイスである．提案デバイスの特徴は，膜の安定化の目的でボール形状のゲル物質周りに脂質二重膜を構成し、ギャップ結合を実現するために膜タンパク質など膜を貫通するカーボンナノチューブ（CNT）を介して物質輸送を行う点である． 本年度は，昨年度に...
❏リポソームによる膜タンパク質チップ(18310092)
【研究テーマ】マイクロ・ナノデバイス
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2006 - 2007
【研究代表者】BRUNO Le pioufle (LE pioufle Bruno / LEPIOUFLE Bruno) 東京大学, 生産技術研究所, 客員研究員 (60422432)
【キーワード】マイクロ流体デバイス / 膜タンパク質 / 網羅的解析 / MEMS / Lab on a Chip (他9件)
【概要】18年度はまず、我々が考案した接触法を利用して、様々直径めリポソームが形成できることをした。まず、膜タンパク質の導入された脂質2重膜にガラス管などのマイクロノズルを近づけ、ジェット流をパルス的に発射する。このジェット流のパルス幅(時間)および、膜とノズルの距離、ノズル直径など、さまざまなパラメータを調整し、直径をある程度制御可能な条件を明らかにすることができた。ジェット流の発射の際に、主要なべシク...
【工学】総合工学：分子動力学 ／膜タンパク質を含む研究件
❏分子動力学計算を駆使した脂肪酸を用いた多様な生物活性構造の創出手法の開拓(18K19140)
【研究テーマ】
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2018-06-29 - 2020-03-31
【研究代表者】大和田 智彦 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 教授 (20177025)
【キーワード】分子動力学 / 脂肪酸 / 構造固定 / 膜タンパク質 / 化合物ライブラリー (他9件)
【概要】多数のコンフォメーションを取る脂肪酸を動的構造ライブラリーと見なし１つの分子が持つ多様な構造を利用する。分子動力学計算を用い、その 中の特定のコンフォメーションを構造固定化した分子を構築し、その構造固定化分子が各受容体に対応する生物活性コンフォメーションである可能性を検証する ことを目的とする。脂肪酸の代表構造を表すための構造固定化合物(サロゲート)の探索として，化学的な直感でデザインしたサロゲー...
❏分子動力学的手法を用いた生体高分子に関する研究(18790035)
【研究テーマ】物理系薬学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2006 - 2008
【研究代表者】平野 秀典 慶應義塾大学, 医学部, 助教 (50360631)
【キーワード】分子動力学計算 / 膜 / 膜タンパク質 / アクアポリン / 分子動力学的手法 (他7件)
【概要】分子動力学的手法により、膜および膜タンパクの構造ダイナミクスに関する研究を行った。主に水チャネルであるアクアポリンを対象に水銀による水分子透過阻害機構解明を行うことにより、水分子透過制御機構に関する研究を行った。本研究の成果は、膜および膜タンパク質に興味のある生化学研究者および理論的研究者が抱いている、膜および膜タンパク質に関する謎の部分の解明役立つことを期待される。 ...
【工学】総合工学：センサー ／膜タンパク質を含む研究件
❏高浸透圧センシングの分子機構解明(16H04761)
【研究テーマ】機能生物化学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】舘林 和夫 東京大学, 医科学研究所, 准教授 (50272498)
【キーワード】高浸透圧 / 酵母 / MAP kinase経路 / センサー / シグナル伝達 (他17件)
【概要】細胞が高浸透圧を感知する分子機構を明らかにするため、酵母の高浸透圧応答に働くHog1 MAPキナーゼ(MAPK)経路の高浸透圧センサーの研究を行い、Hog1経路には膜タンパク質型と非膜タンパク質型の高浸透圧センサーの存在することを明らかにした。前者については、高浸透圧感知・応答に必要な複数のセンサー膜タンパク質の複合体形成について、その相互作用部位を同定することに成功した。後者については、細胞質内...
❏膜蛋白質の多量体形成と動的相互作用を介した高浸透圧感知機構(24370053)
【研究テーマ】機能生物化学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2012-04-01 - 2016-03-31
【研究代表者】舘林 和夫 東京大学, 医科学研究所, 准教授 (50272498)
【キーワード】高浸透圧 / センサー / 酵母 / HOG経路 / 膜タンパク質 (他13件)
【概要】本研究において、酵母の高浸透圧応答性HOG経路の上流SHO1支経路で働く高浸透圧センサーとして、４回膜貫通タンパク質のSho1を同定することに成功した。Sho1は高浸透圧に応じた自身の構造変化を通じ、細胞内シグナル因子Ste50と結合し、経路の活性化を促す。また、化学的クロスリンク法を用いた解析から、Sho1は膜貫通領域２、３番(TM2/3面)でホモ３量体、TM1/4面でホモ２量体、全体としてユニ...
❏出芽酵母のHOG MAPK経路における高浸透圧感知の分子機構(19570122)
【研究テーマ】機能生物化学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2007 - 2008
【研究代表者】舘林 和夫 東京大学, 医科学研究所, 助教 (50272498)
【キーワード】細胞情報伝達機構 / 酵母 / MAPK / HOG経路 / 擬菌糸経路 (他15件)
【概要】我々は酵母の高浸透圧適応に必須なHOG MAPK経路の上流支経路であるSHO1経路の高浸透圧センサーとして、ムチン様膜タンパク質のHkr1及びMsb2を同定し、高浸透圧感知に関わる分子機構モデルを提唱した。 ...
【工学】総合工学：構造解析 ／膜タンパク質を含む研究件
❏膜タンパク質の膜組み込み過程の解明(24687016)
【研究テーマ】機能生物化学
【研究種目】若手研究(A)
【研究期間】2012-04-01 - 2014-03-31
【研究代表者】塚崎 智也 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 准教授 (80436716)
【キーワード】タンパク質 / トランスロコン / 膜組み込み / 膜透過 / YidC (他14件)
【概要】細胞におけるタンパク質の膜組み込み過程は，すべての生物に共通した必須の機構である。本研究では膜タンパク質の機能発現システムを詳細に理解する為に，真正細菌のタンパク質の膜組み込みに関わる膜タンパク質YidC(内膜の膜組み込みに関与)の構造を2.4オングストローム分解能で決定し，構造情報に基づく機能解析を進めた。最終的に，YidCは電気的な相互作用で基質タンパク質を一旦親水的な凹みにキャプチャーした後...
❏筋小胞体カルシムイオンポンプの結晶構造解析(09480171)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】1997 - 1998
【研究代表者】豊島 近 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 教授 (70172210)
【キーワード】イオンポンプ / 筋小胞体 / 能動輸送 / 三次元構造 / 電子顕微鏡 (他8件)
【概要】本研究では能動輸送の構造的基盤を解明するために、P型イオンポンプを代表する筋小胞体カルシウムATPaseを対象として、電子線・X線構造解析を行った。この膜蛋白質は本研究を開始した時点で、電子線で解析可能な2つの形態の結晶を作ることが知られていた。すなわち、カルシウムイオン非存在下小胞体膜そのものが変形してつくるチューブ状結晶と高濃度カルシウムイオン存在下で再構成膜がつくる三次元微結晶である。チュー...
❏イオンポンプによる能動輸送の構造的基礎(08044195)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】国際学術研究
【研究期間】1996 - 1997
【研究代表者】豊島 近 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 教授 (70172210)
【キーワード】イオンポンプ / カルシウムポンプ / 能動輸送 / 三次元構造 / 電子顕微鏡 (他7件)
【概要】本研究は、イオンポンプの輸送サイクルの幾つかの状態での三次元構造を電子線構造解析によって可視化する事により、イオンの能動輸送の構造的実体を明らかにしようとするものである。対象とした筋小胞体カルシウムATPaseは、筋肉の弛緩時にカルシウムイオンを汲み出すポンプである。能動輸送の実体の解明には生理的に異なった状態の構造を解明することが必須であるが、本研究では特に、カルシウムが存在しない時にできるチュ...
【総合生物】生体分子化学：3次元構造解析 ／膜タンパク質を含む研究件
❏異なった生理的条件下の筋小胞体カルシウムATPaseの三次元構造解析(04454618)
【研究テーマ】生体物性学
【研究種目】一般研究(B)
【研究期間】1992 - 1993
【研究代表者】豊島 近 東京工業大学, 生命理工学部, 助教授 (70172210)
【キーワード】筋小胞体 / カルシウム / ATPase / 三次元構造解析 / 膜蛋白質 (他12件)
【概要】本研究では、カルシウムATPaseの異なった状態での三次元構造を、氷包理電子顕微鏡法によって解析し、能動輸送の構造的実体を明らかにすることを目標とした。まず、ATPとカルシウムがともに結合していない状態のチューブ状結晶から14A分解能で三次元構造を解析し、Natureに発表した。この結果、膜内構造は3つのセグメントからなるユニークなものであることが判り、アミノ酸配列から予想される二次構造ともかなり...
❏氷包埋低温電子顕微鏡によるカルシウムATPaseの三次元構造解析(03680228)
【研究テーマ】生体物性学
【研究種目】一般研究(C)
【研究期間】1991
【研究代表者】豊島 近 東京工業大学, 生命理工学部, 助教授 (70172210)
【キーワード】三次元構造解析 / 膜蛋白質 / カルシウムATPase / 筋小胞体 / 低温電子顕微鏡法 (他7件)
【概要】本研究では,筋小胞体のカルシウムポンプである,カルシウムATPaseの三次元構造を,自然な脂質二重膜に埋まったままの状態で,氷包埋低温電子顕微鏡法を用いて,14Å分解能で求めた。(現在は,結晶化条件の検討によって,11Å分解能の顕微鏡像も得られている。)三次元像は,チュ-ブ状結晶のらせん対称性を利用し,本研究で改良したプログラムを用いて得た。らせんのパラメ-タはチュ-ブごとに異っていたが,私が開発...
❏閃光光分解と氷包埋低温電子顕微鏡による生体反応の時間分解三次元構造解析(03558028)
【研究テーマ】生体物性学
【研究種目】試験研究(B)
【研究期間】1991 - 1992
【研究代表者】豊島 近 東京工業大学, 生命理工学部, 助教授 (70172210)
【キーワード】閃光光分解 / 氷包埋法 / 低温電子顕微鏡法 / caged物質 / 時間分解 (他11件)
【概要】本研究は、生体反応に伴う生体高分子の構造変化を分子レベルで可視化すべく、氷包埋低温電子顕微鏡法とcaged化合物の閃光光分解を組み合わせた、新しい技術を開発しようというものである。時間分解能を得るために、試料を閃光照射による反応開始から適当な時間で急速凍結し、ガラス状の氷に試料を包埋したまま、染色・固定無しに低温で観察する。そして、電子顕微鏡像から三次元構造を再構成する。この研究は代表者が英国で行...
【総合生物】生体分子化学：低温電子顕微鏡法 ／膜タンパク質を含む研究件
❏異なった生理的条件下の筋小胞体カルシウムATPaseの三次元構造解析(04454618)
【研究テーマ】生体物性学
【研究種目】一般研究(B)
【研究期間】1992 - 1993
【研究代表者】豊島 近 東京工業大学, 生命理工学部, 助教授 (70172210)
【キーワード】筋小胞体 / カルシウム / ATPase / 三次元構造解析 / 膜蛋白質 (他12件)
【概要】本研究では、カルシウムATPaseの異なった状態での三次元構造を、氷包理電子顕微鏡法によって解析し、能動輸送の構造的実体を明らかにすることを目標とした。まず、ATPとカルシウムがともに結合していない状態のチューブ状結晶から14A分解能で三次元構造を解析し、Natureに発表した。この結果、膜内構造は3つのセグメントからなるユニークなものであることが判り、アミノ酸配列から予想される二次構造ともかなり...
❏氷包埋低温電子顕微鏡によるカルシウムATPaseの三次元構造解析(03680228)
【研究テーマ】生体物性学
【研究種目】一般研究(C)
【研究期間】1991
【研究代表者】豊島 近 東京工業大学, 生命理工学部, 助教授 (70172210)
【キーワード】三次元構造解析 / 膜蛋白質 / カルシウムATPase / 筋小胞体 / 低温電子顕微鏡法 (他7件)
【概要】本研究では,筋小胞体のカルシウムポンプである,カルシウムATPaseの三次元構造を,自然な脂質二重膜に埋まったままの状態で,氷包埋低温電子顕微鏡法を用いて,14Å分解能で求めた。(現在は,結晶化条件の検討によって,11Å分解能の顕微鏡像も得られている。)三次元像は,チュ-ブ状結晶のらせん対称性を利用し,本研究で改良したプログラムを用いて得た。らせんのパラメ-タはチュ-ブごとに異っていたが,私が開発...
❏閃光光分解と氷包埋低温電子顕微鏡による生体反応の時間分解三次元構造解析(03558028)
【研究テーマ】生体物性学
【研究種目】試験研究(B)
【研究期間】1991 - 1992
【研究代表者】豊島 近 東京工業大学, 生命理工学部, 助教授 (70172210)
【キーワード】閃光光分解 / 氷包埋法 / 低温電子顕微鏡法 / caged物質 / 時間分解 (他11件)
【概要】本研究は、生体反応に伴う生体高分子の構造変化を分子レベルで可視化すべく、氷包埋低温電子顕微鏡法とcaged化合物の閃光光分解を組み合わせた、新しい技術を開発しようというものである。時間分解能を得るために、試料を閃光照射による反応開始から適当な時間で急速凍結し、ガラス状の氷に試料を包埋したまま、染色・固定無しに低温で観察する。そして、電子顕微鏡像から三次元構造を再構成する。この研究は代表者が英国で行...
【総合生物】生体分子化学：カルシウムATPase ／膜タンパク質を含む研究件
❏異なった生理的条件下の筋小胞体カルシウムATPaseの三次元構造解析(04454618)
【研究テーマ】生体物性学
【研究種目】一般研究(B)
【研究期間】1992 - 1993
【研究代表者】豊島 近 東京工業大学, 生命理工学部, 助教授 (70172210)
【キーワード】筋小胞体 / カルシウム / ATPase / 三次元構造解析 / 膜蛋白質 (他12件)
【概要】本研究では、カルシウムATPaseの異なった状態での三次元構造を、氷包理電子顕微鏡法によって解析し、能動輸送の構造的実体を明らかにすることを目標とした。まず、ATPとカルシウムがともに結合していない状態のチューブ状結晶から14A分解能で三次元構造を解析し、Natureに発表した。この結果、膜内構造は3つのセグメントからなるユニークなものであることが判り、アミノ酸配列から予想される二次構造ともかなり...
❏氷包埋低温電子顕微鏡によるカルシウムATPaseの三次元構造解析(03680228)
【研究テーマ】生体物性学
【研究種目】一般研究(C)
【研究期間】1991
【研究代表者】豊島 近 東京工業大学, 生命理工学部, 助教授 (70172210)
【キーワード】三次元構造解析 / 膜蛋白質 / カルシウムATPase / 筋小胞体 / 低温電子顕微鏡法 (他7件)
【概要】本研究では,筋小胞体のカルシウムポンプである,カルシウムATPaseの三次元構造を,自然な脂質二重膜に埋まったままの状態で,氷包埋低温電子顕微鏡法を用いて,14Å分解能で求めた。(現在は,結晶化条件の検討によって,11Å分解能の顕微鏡像も得られている。)三次元像は,チュ-ブ状結晶のらせん対称性を利用し,本研究で改良したプログラムを用いて得た。らせんのパラメ-タはチュ-ブごとに異っていたが,私が開発...
【総合生物】生体分子化学：電子線構造解析 ／膜タンパク質を含む研究件
❏膜タンパク質スーパーコンプレックスの構築原理と結晶化条件の解明(03304056)
【研究テーマ】生体物性学
【研究種目】総合研究(A)
【研究期間】1990 - 1993
【研究代表者】吉川 信也 姫路工業大学, 理学部, 教授 (40068119)
【キーワード】膜タンパク質 / 結晶化 / X線結晶構造解析 / 結晶成長機構 / タンパク質立体構造予測 (他11件)
【概要】過去3か年にわたる研究の結果、膜タンパク質スーパーコンプレックスの構築原理と結晶化条件の一般化に関して以下のことが明かになった。 膜タンパク質の立体構造の安定化の要因は膜貫通ヘリックス間の水素結合と静電的相互作用である。それに加えて、親水性部分が安定化に寄与している。したがって、脂質二重膜に埋まった疎外性表面を界面活性剤で覆って水溶液中に‘可溶化'することは立体構造を損なわずに膜タンパク質...
❏膜蛋白質3次元微結晶の電子線構造解析(02680225)
【研究テーマ】生体物性学
【研究種目】一般研究(C)
【研究期間】1990
【研究代表者】神山 勉 理化学研究所, 生物物理研究室, 研究員 (30170210)
【キーワード】膜蛋白質 / 蛋白質の結晶化 / バクテリオロドプシン / 電子線構造解析 / プロトン輸送 (他8件)
【概要】膜蛋白質の新しい構造解析法の確立を目指して,(1)膜蛋白の結晶化技術の開発・改良,(2)3次元結晶の電子線回折像から膜蛋白質の立体構造を求める方法の開発,の2点について研究した。(1)に関しては,光プロトンポンプとして知られるバクテリオロドプシンの結晶化を試み,3種類の微結晶を得るのに成功し、目標を達成した。また、温度勾配存在下で蒸気拡散を行なう新しい蛋白質結晶化法を開発し、結晶化プロセスの迅速化...
【総合生物】生体分子化学：バクテリオロドプシン ／膜タンパク質を含む研究件
❏合成生物学的な手法による人工光合成システムの開発(26660082)
【研究テーマ】応用生物化学
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2014-04-01 - 2016-03-31
【研究代表者】上田 卓也 東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (80184927)
【キーワード】バクテリオロドプシン / ＡＴＰ合成酵素 / 光合成 / ATP合成酵素 / リポソーム (他7件)
【概要】バクテリオロドプシンとFoF1-ATP合成酵素を組み込んだ（BR-FoF1）リポソームベースのバイオナノリアクターの構築が研究目的である。PURE systemによりFoF1-ATP合成酵素の全サブユニットをリポソーム上に発現させた。特に、各サブユニットの合成量が等しくなるように、ＤＮＡ量の条件検討を行った。合成されたATP合成酵素が十分な活性を有していることを見いだした。バクテリオロドプシンにつ...
❏膜蛋白質3次元微結晶の電子線構造解析(02680225)
【研究テーマ】生体物性学
【研究種目】一般研究(C)
【研究期間】1990
【研究代表者】神山 勉 理化学研究所, 生物物理研究室, 研究員 (30170210)
【キーワード】膜蛋白質 / 蛋白質の結晶化 / バクテリオロドプシン / 電子線構造解析 / プロトン輸送 (他8件)
【概要】膜蛋白質の新しい構造解析法の確立を目指して,(1)膜蛋白の結晶化技術の開発・改良,(2)3次元結晶の電子線回折像から膜蛋白質の立体構造を求める方法の開発,の2点について研究した。(1)に関しては,光プロトンポンプとして知られるバクテリオロドプシンの結晶化を試み,3種類の微結晶を得るのに成功し、目標を達成した。また、温度勾配存在下で蒸気拡散を行なう新しい蛋白質結晶化法を開発し、結晶化プロセスの迅速化...
【総合生物】生体分子化学：氷包埋法 ／膜タンパク質を含む研究件
❏氷包埋低温電子顕微鏡によるカルシウムATPaseの三次元構造解析(03680228)
【研究テーマ】生体物性学
【研究種目】一般研究(C)
【研究期間】1991
【研究代表者】豊島 近 東京工業大学, 生命理工学部, 助教授 (70172210)
【キーワード】三次元構造解析 / 膜蛋白質 / カルシウムATPase / 筋小胞体 / 低温電子顕微鏡法 (他7件)
【概要】本研究では,筋小胞体のカルシウムポンプである,カルシウムATPaseの三次元構造を,自然な脂質二重膜に埋まったままの状態で,氷包埋低温電子顕微鏡法を用いて,14Å分解能で求めた。(現在は,結晶化条件の検討によって,11Å分解能の顕微鏡像も得られている。)三次元像は,チュ-ブ状結晶のらせん対称性を利用し,本研究で改良したプログラムを用いて得た。らせんのパラメ-タはチュ-ブごとに異っていたが,私が開発...
❏閃光光分解と氷包埋低温電子顕微鏡による生体反応の時間分解三次元構造解析(03558028)
【研究テーマ】生体物性学
【研究種目】試験研究(B)
【研究期間】1991 - 1992
【研究代表者】豊島 近 東京工業大学, 生命理工学部, 助教授 (70172210)
【キーワード】閃光光分解 / 氷包埋法 / 低温電子顕微鏡法 / caged物質 / 時間分解 (他11件)
【概要】本研究は、生体反応に伴う生体高分子の構造変化を分子レベルで可視化すべく、氷包埋低温電子顕微鏡法とcaged化合物の閃光光分解を組み合わせた、新しい技術を開発しようというものである。時間分解能を得るために、試料を閃光照射による反応開始から適当な時間で急速凍結し、ガラス状の氷に試料を包埋したまま、染色・固定無しに低温で観察する。そして、電子顕微鏡像から三次元構造を再構成する。この研究は代表者が英国で行...
【総合生物】生体分子化学：生体外タンパク質合成系 ／膜タンパク質を含む研究件
❏合成生物学的手法による超分子複合体形成の研究(23247013)
【研究テーマ】構造生物化学
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2011-04-01 - 2014-03-31
【研究代表者】上田 卓也 東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (80184927)
【キーワード】リボソーム / 無細胞蛋白質合成系 / リポソーム / シャペロン / ＡＴＰ合成酵素 (他16件)
【概要】多くの蛋白質は複合体を形成することで制御された機能発現が可能となるが、細胞内の複合体の形成プロセスはほとんど未解明である。本プロジェクトでは、再構築型無細胞蛋白質合成系PURE systemを用いて、ポリペプチドの合成反応と複合体形成を試験管内で再構築を行った。その結果、細胞膜上の２２のポリペプチドから形成されるATP合成酵素、および３つのポリペプチドからなるトランスロコンの合成に成功した。また1...
❏翻訳と共役した無細胞蛋白質成熟システムの構築(18201040)
【研究テーマ】生物分子科学
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2006 - 2008
【研究代表者】上田 卓也 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (80184927)
【キーワード】無細胞蛋白質合成系 / リボソーム / シャペロン / フォールディング / 分泌蛋白質 (他11件)
【概要】蛋白質の成熟過程のメカニズム解明することを目標として、再構築した蛋白質合成系PURE systemによって大腸菌ゲノム上の全蛋白質(4132個)の合成を行い、各蛋白質の凝集特性を遠心分離により可溶性を評価した。PURE systemにより合成可能また電気泳動可能であった7割についての評価したところ、凝集しやすさは二峰性を示すことが示された。分子量が小さい蛋白質、等電点が低い蛋白質は可溶性が高いこと...
【総合生物】生体分子化学：無細胞タンパク質合成系 ／膜タンパク質を含む研究件
❏計算機デザインと進化分子工学による新規人工膜タンパク質の創生(17H00888)
【研究テーマ】ケミカルバイオロジー
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2017-04-01 - 2021-03-31
【研究代表者】松浦 友亮 東京工業大学, 地球生命研究所, 教授 (50362653)
【キーワード】膜タンパク質 / リポソーム / 進化分子工学 / 人工細胞 / 無細胞タンパク質合成系 (他12件)
【概要】自然界が進化によって探索した配列空間はほんの一部である。合理的デザインにより、現在までに可溶性タンパク質については、未開拓配列空間に多くの構造・機能を持つ人工タンパク質が存在することが明らかになってきた。本研究では、膜タンパク質でも機能・構造を持つ人工膜タンパク質を持つ分子が存在すること示した。具体的には、2 nmのポアを持つ人工膜タンパク質を設計し、その機能を人工細胞リアクターを用いて明らかにし...
❏合成生物学的手法による超分子複合体形成の研究(23247013)
【研究テーマ】構造生物化学
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2011-04-01 - 2014-03-31
【研究代表者】上田 卓也 東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (80184927)
【キーワード】リボソーム / 無細胞蛋白質合成系 / リポソーム / シャペロン / ＡＴＰ合成酵素 (他16件)
【概要】多くの蛋白質は複合体を形成することで制御された機能発現が可能となるが、細胞内の複合体の形成プロセスはほとんど未解明である。本プロジェクトでは、再構築型無細胞蛋白質合成系PURE systemを用いて、ポリペプチドの合成反応と複合体形成を試験管内で再構築を行った。その結果、細胞膜上の２２のポリペプチドから形成されるATP合成酵素、および３つのポリペプチドからなるトランスロコンの合成に成功した。また1...
❏翻訳と共役した無細胞蛋白質成熟システムの構築(18201040)
【研究テーマ】生物分子科学
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2006 - 2008
【研究代表者】上田 卓也 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (80184927)
【キーワード】無細胞蛋白質合成系 / リボソーム / シャペロン / フォールディング / 分泌蛋白質 (他11件)
【概要】蛋白質の成熟過程のメカニズム解明することを目標として、再構築した蛋白質合成系PURE systemによって大腸菌ゲノム上の全蛋白質(4132個)の合成を行い、各蛋白質の凝集特性を遠心分離により可溶性を評価した。PURE systemにより合成可能また電気泳動可能であった7割についての評価したところ、凝集しやすさは二峰性を示すことが示された。分子量が小さい蛋白質、等電点が低い蛋白質は可溶性が高いこと...
【総合生物】生体分子化学：タンパク質結晶 ／膜タンパク質を含む研究件
❏イオン能動輸送機構の結晶学的研究(11308026)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】1999 - 2001
【研究代表者】豊島 近 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 教授 (70172210)
【キーワード】能動輸送 / 蛋白質結晶 / 膜蛋白質 / イオンポンプ / 電子線結晶解析 (他7件)
【概要】本研究の目標は筋小胞体カルシウムATPaseの三次元構造をまずは、既に薄いながらもX線レベルの三次元結晶が得られていたカルシウム結合状態(ElCa^<2+>)の結晶を用いて、原子分解能で決定し、さらに他の生理的状態に関しても結晶化を進めることであった。本研究は我々の期待を上回る速度で進行し、3つの状態について原子モデルを構築でき、さらに他の2つのカルシウム結合状態(E1ATPとE1Pの...
❏イオン能動輸送機構の構造的解明(10044198)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】1998 - 1999
【研究代表者】豊島 近 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 教授 (70172210)
【キーワード】能動輸送 / 蛋白質結晶 / 膜蛋白質 / イオンポンプ / 大量発現 (他8件)
【概要】本研究の目的はP型イオンポンプによる能動輸送のメカニズムを構造面から理解しようとするものであった。計画立案時には、結晶が小さく、電子顕微鏡による解析しか不可能であったが、X線結晶解析に適用しうる三次元結晶の作製に成功したため、将来の発展を考え、部位特異的変異体の構造解析のための準備に重点を置くことにした。そのため、アデノウイルスによる発現系を用いてカルシウムATPaseの大量生産に成功している、米...
❏異なった生理的条件下の筋小胞体カルシウムATPaseの三次元構造解析(04454618)
【研究テーマ】生体物性学
【研究種目】一般研究(B)
【研究期間】1992 - 1993
【研究代表者】豊島 近 東京工業大学, 生命理工学部, 助教授 (70172210)
【キーワード】筋小胞体 / カルシウム / ATPase / 三次元構造解析 / 膜蛋白質 (他12件)
【概要】本研究では、カルシウムATPaseの異なった状態での三次元構造を、氷包理電子顕微鏡法によって解析し、能動輸送の構造的実体を明らかにすることを目標とした。まず、ATPとカルシウムがともに結合していない状態のチューブ状結晶から14A分解能で三次元構造を解析し、Natureに発表した。この結果、膜内構造は3つのセグメントからなるユニークなものであることが判り、アミノ酸配列から予想される二次構造ともかなり...
【総合生物】生体医工学・生体材料学：ギャップジャンクション ／膜タンパク質を含む研究件
❏人工細胞膜と膜タンパク質から構成される神経インタフェースデバイスの研究開発(18H03512)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2018-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】八木 透 東京工業大学, 工学院, 教授 (90291096)
【キーワード】神経インタフェース / 脂質二重膜 / カーボンナノチューブ / ジャイアントリポソーム / ゲルボール (他13件)
【概要】電気シナプス（ギャップジャンクション）を人工的に実現する本神経インタフェースデバイスは，従来デバイスで問題となっている生体適合性と電気化学的な諸問題を解決できるデバイスである．提案デバイスの特徴は，膜の安定化の目的でボール形状のゲル物質周りに脂質二重膜を構成し、ギャップ結合を実現するために膜タンパク質など膜を貫通するカーボンナノチューブ（CNT）を介して物質輸送を行う点である． 本年度は，昨年度に...
❏膜タンパク質を利用した生体電気刺激デバイスの研究開発(22650103)
【研究テーマ】医用生体工学・生体材料学
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2010 - 2012
【研究代表者】八木 透 東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 准教授 (90291096)
【キーワード】医用マイクロ・ナノマシン / ギャップジャンクション / 人工脂質二重層 / 電気刺激 / ブレインマシンインタフェース (他11件)
【概要】管状膜タンパク質は細胞膜中に小孔を形成する管状のタンパク質であり,それが持つイオン透過性は細胞刺激デバイス等への利用が期待できる.膜タンパク質を利用したデバイスは高い生体適合性と空間分解能を持つことが期待でき,多数の細胞を個別に同時刺激する使用方法が想定される.しかし,それぞれの細胞に対する膜タンパク質のイオン透過を同時に計測することは現在利用されている電気計測では難しい.そこで我々は,この課題を...
【総合生物】生体医工学・生体材料学：無細胞翻訳系 ／膜タンパク質を含む研究件
❏計算機デザインと進化分子工学による新規人工膜タンパク質の創生(17H00888)
【研究テーマ】ケミカルバイオロジー
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2017-04-01 - 2021-03-31
【研究代表者】松浦 友亮 東京工業大学, 地球生命研究所, 教授 (50362653)
【キーワード】膜タンパク質 / リポソーム / 進化分子工学 / 人工細胞 / 無細胞タンパク質合成系 (他12件)
【概要】自然界が進化によって探索した配列空間はほんの一部である。合理的デザインにより、現在までに可溶性タンパク質については、未開拓配列空間に多くの構造・機能を持つ人工タンパク質が存在することが明らかになってきた。本研究では、膜タンパク質でも機能・構造を持つ人工膜タンパク質を持つ分子が存在すること示した。具体的には、2 nmのポアを持つ人工膜タンパク質を設計し、その機能を人工細胞リアクターを用いて明らかにし...
❏In vitro膜タンパク質阻害ペプチド創生技術の開発と応用(15K12756)
【研究テーマ】ケミカルバイオロジー
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2015-04-01 - 2017-03-31
【研究代表者】松浦 友亮 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (50362653)
【キーワード】進化分子工学 / スクリーニング / 膜タンパク質 / ペプチド / 無細胞翻訳系
【概要】本研究では、in vitroで膜タンパク質の機能を阻害するペプチドをスクリーニング可能な技術を確立し、これを大腸菌由来の多剤排出トランスポーターEmrEの輸送活性阻害ペプチドのスクリーニングに適用する事を目指した。まず、高品質な10アミノ酸からなるランダムペプチドライブラリーを構築した。次に、EmrEを阻害するペプチド配列をin vitroでスクリーニングできる技術を確立した。これらを組み合わせて...
❏無細胞翻訳系を用いた膜タンパク質進化分子工学的手法の開発と応用(25282239)
【研究テーマ】ケミカルバイオロジー
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31
【研究代表者】松浦 友亮 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50362653)
【キーワード】進化分子工学 / 無細胞翻訳系 / 膜タンパク質 / リポソーム / 膜蛋白質
【概要】本研究では、in vitroで膜タンパク質をスクリーニング可能な技術であるリポソームディスプレイ法を確立し、これを利用した膜タンパク質の機能進化を行うことを目的とした。大腸菌由来の多剤排出トランスポーターEmrEをモデル膜タンパク質として用い、これの２つの機能である輸送活性と膜挿入活性を指標に機能進化が行える技術を確立した。次にランダム変異を導入した遺伝子ライブラリーから野生型EmrEよりも基質輸...
【総合生物】生体医工学・生体材料学：人工細胞 ／膜タンパク質を含む研究件
❏計算機デザインと進化分子工学による新規人工膜タンパク質の創生(17H00888)
【研究テーマ】ケミカルバイオロジー
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2017-04-01 - 2021-03-31
【研究代表者】松浦 友亮 東京工業大学, 地球生命研究所, 教授 (50362653)
【キーワード】膜タンパク質 / リポソーム / 進化分子工学 / 人工細胞 / 無細胞タンパク質合成系 (他12件)
【概要】自然界が進化によって探索した配列空間はほんの一部である。合理的デザインにより、現在までに可溶性タンパク質については、未開拓配列空間に多くの構造・機能を持つ人工タンパク質が存在することが明らかになってきた。本研究では、膜タンパク質でも機能・構造を持つ人工膜タンパク質を持つ分子が存在すること示した。具体的には、2 nmのポアを持つ人工膜タンパク質を設計し、その機能を人工細胞リアクターを用いて明らかにし...
❏細胞と同等の成分を持つ人工細胞の高機能化による生命構成の必要条件解明(26650044)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31
【研究代表者】藤原 慶 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 助教 (20580989)
【キーワード】合成生物学 / 人工細胞 / 膜タンパク質 / ゲノム / 無細胞転写翻訳 (他10件)
【概要】本研究では人工細胞を生細胞に近づけその性質を解析することで、生命を構成するために必要な条件を明らかにするための基盤を構築することを目的とした。この試みを通し、細胞分裂面を決定するタンパク質局在波の人工細胞内における起動条件を見出した。また、生細胞と同様に多種多様の膜タンパク質を保持した人工細胞の構築を目的とした新規人工細胞融合法の開発と、ゲノムDNAを無細胞系によって機能的に転写翻訳する系の確立、...
【総合生物】神経科学：リボソーム ／膜タンパク質を含む研究件
❏リボソーム融合型ナノポア技術による１分子タンパク質網羅定量解析(21K18232)
【研究テーマ】
【研究種目】挑戦的研究(開拓)
【研究期間】2021-07-09 - 2024-03-31
【研究代表者】上村 想太郎 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (00447442)
【キーワード】ナノポア / １分子 / タンパク質翻訳 / リボソーム / 膜タンパク質
【概要】本研究は無細胞翻訳系によるリボソームの翻訳とナノポアによるペプチドの解析を融合させ、リボソームから出てきた新生ペプチドが直接ナノポアを通過することによって、合成されたタンパク質の網羅解析を行う基盤技術の開発を行います。 まず、ナノポアシステムの正確な構築テストのため、膜タンパク質ナノポアではなく、すでに実績のある半導体ナノポア計測によって生体分子を1分子レベルで計測できるシステムを構築しました。窒...
❏計算機デザインと進化分子工学による新規人工膜タンパク質の創生(17H00888)
【研究テーマ】ケミカルバイオロジー
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2017-04-01 - 2021-03-31
【研究代表者】松浦 友亮 東京工業大学, 地球生命研究所, 教授 (50362653)
【キーワード】膜タンパク質 / リポソーム / 進化分子工学 / 人工細胞 / 無細胞タンパク質合成系 (他12件)
【概要】自然界が進化によって探索した配列空間はほんの一部である。合理的デザインにより、現在までに可溶性タンパク質については、未開拓配列空間に多くの構造・機能を持つ人工タンパク質が存在することが明らかになってきた。本研究では、膜タンパク質でも機能・構造を持つ人工膜タンパク質を持つ分子が存在すること示した。具体的には、2 nmのポアを持つ人工膜タンパク質を設計し、その機能を人工細胞リアクターを用いて明らかにし...
❏細胞と同等の成分を持つ人工細胞の高機能化による生命構成の必要条件解明(26650044)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31
【研究代表者】藤原 慶 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 助教 (20580989)
【キーワード】合成生物学 / 人工細胞 / 膜タンパク質 / ゲノム / 無細胞転写翻訳 (他10件)
【概要】本研究では人工細胞を生細胞に近づけその性質を解析することで、生命を構成するために必要な条件を明らかにするための基盤を構築することを目的とした。この試みを通し、細胞分裂面を決定するタンパク質局在波の人工細胞内における起動条件を見出した。また、生細胞と同様に多種多様の膜タンパク質を保持した人工細胞の構築を目的とした新規人工細胞融合法の開発と、ゲノムDNAを無細胞系によって機能的に転写翻訳する系の確立、...
【農学】農芸化学：ATPアーゼ ／膜タンパク質を含む研究件
❏合成生物学的手法による超分子複合体形成の研究(23247013)
【研究テーマ】構造生物化学
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2011-04-01 - 2014-03-31
【研究代表者】上田 卓也 東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (80184927)
【キーワード】リボソーム / 無細胞蛋白質合成系 / リポソーム / シャペロン / ＡＴＰ合成酵素 (他16件)
【概要】多くの蛋白質は複合体を形成することで制御された機能発現が可能となるが、細胞内の複合体の形成プロセスはほとんど未解明である。本プロジェクトでは、再構築型無細胞蛋白質合成系PURE systemを用いて、ポリペプチドの合成反応と複合体形成を試験管内で再構築を行った。その結果、細胞膜上の２２のポリペプチドから形成されるATP合成酵素、および３つのポリペプチドからなるトランスロコンの合成に成功した。また1...
❏イオン能動輸送機構の結晶学的研究(11308026)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】1999 - 2001
【研究代表者】豊島 近 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 教授 (70172210)
【キーワード】能動輸送 / 蛋白質結晶 / 膜蛋白質 / イオンポンプ / 電子線結晶解析 (他7件)
【概要】本研究の目標は筋小胞体カルシウムATPaseの三次元構造をまずは、既に薄いながらもX線レベルの三次元結晶が得られていたカルシウム結合状態(ElCa^<2+>)の結晶を用いて、原子分解能で決定し、さらに他の生理的状態に関しても結晶化を進めることであった。本研究は我々の期待を上回る速度で進行し、3つの状態について原子モデルを構築でき、さらに他の2つのカルシウム結合状態(E1ATPとE1Pの...
❏イオン能動輸送機構の構造的解明(10044198)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】1998 - 1999
【研究代表者】豊島 近 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 教授 (70172210)
【キーワード】能動輸送 / 蛋白質結晶 / 膜蛋白質 / イオンポンプ / 大量発現 (他8件)
【概要】本研究の目的はP型イオンポンプによる能動輸送のメカニズムを構造面から理解しようとするものであった。計画立案時には、結晶が小さく、電子顕微鏡による解析しか不可能であったが、X線結晶解析に適用しうる三次元結晶の作製に成功したため、将来の発展を考え、部位特異的変異体の構造解析のための準備に重点を置くことにした。そのため、アデノウイルスによる発現系を用いてカルシウムATPaseの大量生産に成功している、米...
【農学】生産環境農学：筋小胞体 ／膜タンパク質を含む研究件
❏筋小胞体カルシムイオンポンプの結晶構造解析(09480171)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】1997 - 1998
【研究代表者】豊島 近 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 教授 (70172210)
【キーワード】イオンポンプ / 筋小胞体 / 能動輸送 / 三次元構造 / 電子顕微鏡 (他8件)
【概要】本研究では能動輸送の構造的基盤を解明するために、P型イオンポンプを代表する筋小胞体カルシウムATPaseを対象として、電子線・X線構造解析を行った。この膜蛋白質は本研究を開始した時点で、電子線で解析可能な2つの形態の結晶を作ることが知られていた。すなわち、カルシウムイオン非存在下小胞体膜そのものが変形してつくるチューブ状結晶と高濃度カルシウムイオン存在下で再構成膜がつくる三次元微結晶である。チュー...
❏異なった生理的条件下の筋小胞体カルシウムATPaseの三次元構造解析(04454618)
【研究テーマ】生体物性学
【研究種目】一般研究(B)
【研究期間】1992 - 1993
【研究代表者】豊島 近 東京工業大学, 生命理工学部, 助教授 (70172210)
【キーワード】筋小胞体 / カルシウム / ATPase / 三次元構造解析 / 膜蛋白質 (他12件)
【概要】本研究では、カルシウムATPaseの異なった状態での三次元構造を、氷包理電子顕微鏡法によって解析し、能動輸送の構造的実体を明らかにすることを目標とした。まず、ATPとカルシウムがともに結合していない状態のチューブ状結晶から14A分解能で三次元構造を解析し、Natureに発表した。この結果、膜内構造は3つのセグメントからなるユニークなものであることが判り、アミノ酸配列から予想される二次構造ともかなり...
❏氷包埋低温電子顕微鏡によるカルシウムATPaseの三次元構造解析(03680228)
【研究テーマ】生体物性学
【研究種目】一般研究(C)
【研究期間】1991
【研究代表者】豊島 近 東京工業大学, 生命理工学部, 助教授 (70172210)
【キーワード】三次元構造解析 / 膜蛋白質 / カルシウムATPase / 筋小胞体 / 低温電子顕微鏡法 (他7件)
【概要】本研究では,筋小胞体のカルシウムポンプである,カルシウムATPaseの三次元構造を,自然な脂質二重膜に埋まったままの状態で,氷包埋低温電子顕微鏡法を用いて,14Å分解能で求めた。(現在は,結晶化条件の検討によって,11Å分解能の顕微鏡像も得られている。)三次元像は,チュ-ブ状結晶のらせん対称性を利用し,本研究で改良したプログラムを用いて得た。らせんのパラメ-タはチュ-ブごとに異っていたが,私が開発...
【農学】境界農学：進化分子工学 ／膜タンパク質を含む研究件
❏計算機デザインと進化分子工学による新規人工膜タンパク質の創生(17H00888)
【研究テーマ】ケミカルバイオロジー
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2017-04-01 - 2021-03-31
【研究代表者】松浦 友亮 東京工業大学, 地球生命研究所, 教授 (50362653)
【キーワード】膜タンパク質 / リポソーム / 進化分子工学 / 人工細胞 / 無細胞タンパク質合成系 (他12件)
【概要】自然界が進化によって探索した配列空間はほんの一部である。合理的デザインにより、現在までに可溶性タンパク質については、未開拓配列空間に多くの構造・機能を持つ人工タンパク質が存在することが明らかになってきた。本研究では、膜タンパク質でも機能・構造を持つ人工膜タンパク質を持つ分子が存在すること示した。具体的には、2 nmのポアを持つ人工膜タンパク質を設計し、その機能を人工細胞リアクターを用いて明らかにし...
❏In vitro膜タンパク質阻害ペプチド創生技術の開発と応用(15K12756)
【研究テーマ】ケミカルバイオロジー
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2015-04-01 - 2017-03-31
【研究代表者】松浦 友亮 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (50362653)
【キーワード】進化分子工学 / スクリーニング / 膜タンパク質 / ペプチド / 無細胞翻訳系
【概要】本研究では、in vitroで膜タンパク質の機能を阻害するペプチドをスクリーニング可能な技術を確立し、これを大腸菌由来の多剤排出トランスポーターEmrEの輸送活性阻害ペプチドのスクリーニングに適用する事を目指した。まず、高品質な10アミノ酸からなるランダムペプチドライブラリーを構築した。次に、EmrEを阻害するペプチド配列をin vitroでスクリーニングできる技術を確立した。これらを組み合わせて...
❏無細胞翻訳系を用いた膜タンパク質進化分子工学的手法の開発と応用(25282239)
【研究テーマ】ケミカルバイオロジー
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31
【研究代表者】松浦 友亮 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50362653)
【キーワード】進化分子工学 / 無細胞翻訳系 / 膜タンパク質 / リポソーム / 膜蛋白質
【概要】本研究では、in vitroで膜タンパク質をスクリーニング可能な技術であるリポソームディスプレイ法を確立し、これを利用した膜タンパク質の機能進化を行うことを目的とした。大腸菌由来の多剤排出トランスポーターEmrEをモデル膜タンパク質として用い、これの２つの機能である輸送活性と膜挿入活性を指標に機能進化が行える技術を確立した。次にランダム変異を導入した遺伝子ライブラリーから野生型EmrEよりも基質輸...
【農学】境界農学：環境ストレス ／膜タンパク質を含む研究件
❏高浸透圧センシングの分子機構解明(16H04761)
【研究テーマ】機能生物化学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】舘林 和夫 東京大学, 医科学研究所, 准教授 (50272498)
【キーワード】高浸透圧 / 酵母 / MAP kinase経路 / センサー / シグナル伝達 (他17件)
【概要】細胞が高浸透圧を感知する分子機構を明らかにするため、酵母の高浸透圧応答に働くHog1 MAPキナーゼ(MAPK)経路の高浸透圧センサーの研究を行い、Hog1経路には膜タンパク質型と非膜タンパク質型の高浸透圧センサーの存在することを明らかにした。前者については、高浸透圧感知・応答に必要な複数のセンサー膜タンパク質の複合体形成について、その相互作用部位を同定することに成功した。後者については、細胞質内...
❏出芽酵母のHOG MAPK経路における高浸透圧感知の分子機構(19570122)
【研究テーマ】機能生物化学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2007 - 2008
【研究代表者】舘林 和夫 東京大学, 医科学研究所, 助教 (50272498)
【キーワード】細胞情報伝達機構 / 酵母 / MAPK / HOG経路 / 擬菌糸経路 (他15件)
【概要】我々は酵母の高浸透圧適応に必須なHOG MAPK経路の上流支経路であるSHO1経路の高浸透圧センサーとして、ムチン様膜タンパク質のHkr1及びMsb2を同定し、高浸透圧感知に関わる分子機構モデルを提唱した。 ...
【農学】森林圏科学：酵母 ／膜タンパク質を含む研究件
❏高浸透圧センシングの分子機構解明(16H04761)
【研究テーマ】機能生物化学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】舘林 和夫 東京大学, 医科学研究所, 准教授 (50272498)
【キーワード】高浸透圧 / 酵母 / MAP kinase経路 / センサー / シグナル伝達 (他17件)
【概要】細胞が高浸透圧を感知する分子機構を明らかにするため、酵母の高浸透圧応答に働くHog1 MAPキナーゼ(MAPK)経路の高浸透圧センサーの研究を行い、Hog1経路には膜タンパク質型と非膜タンパク質型の高浸透圧センサーの存在することを明らかにした。前者については、高浸透圧感知・応答に必要な複数のセンサー膜タンパク質の複合体形成について、その相互作用部位を同定することに成功した。後者については、細胞質内...
❏膜蛋白質の多量体形成と動的相互作用を介した高浸透圧感知機構(24370053)
【研究テーマ】機能生物化学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2012-04-01 - 2016-03-31
【研究代表者】舘林 和夫 東京大学, 医科学研究所, 准教授 (50272498)
【キーワード】高浸透圧 / センサー / 酵母 / HOG経路 / 膜タンパク質 (他13件)
【概要】本研究において、酵母の高浸透圧応答性HOG経路の上流SHO1支経路で働く高浸透圧センサーとして、４回膜貫通タンパク質のSho1を同定することに成功した。Sho1は高浸透圧に応じた自身の構造変化を通じ、細胞内シグナル因子Ste50と結合し、経路の活性化を促す。また、化学的クロスリンク法を用いた解析から、Sho1は膜貫通領域２、３番(TM2/3面)でホモ３量体、TM1/4面でホモ２量体、全体としてユニ...
❏出芽酵母のHOG MAPK経路における高浸透圧感知の分子機構(19570122)
【研究テーマ】機能生物化学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2007 - 2008
【研究代表者】舘林 和夫 東京大学, 医科学研究所, 助教 (50272498)
【キーワード】細胞情報伝達機構 / 酵母 / MAPK / HOG経路 / 擬菌糸経路 (他15件)
【概要】我々は酵母の高浸透圧適応に必須なHOG MAPK経路の上流支経路であるSHO1経路の高浸透圧センサーとして、ムチン様膜タンパク質のHkr1及びMsb2を同定し、高浸透圧感知に関わる分子機構モデルを提唱した。 ...
【医歯薬学】基礎医学：ATP合成酵素 ／膜タンパク質を含む研究件
❏合成生物学的な手法による人工光合成システムの開発(26660082)
【研究テーマ】応用生物化学
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2014-04-01 - 2016-03-31
【研究代表者】上田 卓也 東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (80184927)
【キーワード】バクテリオロドプシン / ＡＴＰ合成酵素 / 光合成 / ATP合成酵素 / リポソーム (他7件)
【概要】バクテリオロドプシンとFoF1-ATP合成酵素を組み込んだ（BR-FoF1）リポソームベースのバイオナノリアクターの構築が研究目的である。PURE systemによりFoF1-ATP合成酵素の全サブユニットをリポソーム上に発現させた。特に、各サブユニットの合成量が等しくなるように、ＤＮＡ量の条件検討を行った。合成されたATP合成酵素が十分な活性を有していることを見いだした。バクテリオロドプシンにつ...
❏合成生物学的手法による超分子複合体形成の研究(23247013)
【研究テーマ】構造生物化学
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2011-04-01 - 2014-03-31
【研究代表者】上田 卓也 東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (80184927)
【キーワード】リボソーム / 無細胞蛋白質合成系 / リポソーム / シャペロン / ＡＴＰ合成酵素 (他16件)
【概要】多くの蛋白質は複合体を形成することで制御された機能発現が可能となるが、細胞内の複合体の形成プロセスはほとんど未解明である。本プロジェクトでは、再構築型無細胞蛋白質合成系PURE systemを用いて、ポリペプチドの合成反応と複合体形成を試験管内で再構築を行った。その結果、細胞膜上の２２のポリペプチドから形成されるATP合成酵素、および３つのポリペプチドからなるトランスロコンの合成に成功した。また1...
❏細胞内寄生植物病原細菌のポストゲノミクス(16108001)
【研究テーマ】植物病理学
【研究種目】基盤研究(S)
【研究期間】2004 - 2008
【研究代表者】難波 成任 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (50189221)
【キーワード】細胞内寄生 / ポストゲノム / 宿主特異性 / 病原性 / ファイトプラズマ (他14件)
【概要】細胞内寄生性植物病原細菌の一種であるファイトプラズマをターゲットとし、そのゲノム配列にもとづいたポストゲノミクス解析を多方面から行った。その結果、ファイトプラズマの宿主特異性を決定している分子メカニズムの解明に成功し、またファイトプラズマが持つ新規な病原性因子の単離にも成功した。 ...
【医歯薬学】基礎医学：能動輸送 ／膜タンパク質を含む研究件
❏P型ATPaseによる能動輸送とその制御機構の構造生物学(19H00975)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2019-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】豊島 近 東京大学, 定量生命科学研究所, 特任教授 (70172210)
【キーワード】構造生物学 / イオンポンプ / カルシウムポンプ / ナトリウムポンプ / 膜蛋白質 (他7件)
【概要】本研究は、P型ATPase（ポンプ）による能動輸送機構を原子構造に基づいて解明し、究極的には「何故そういう構造が必要なのか」「構造変化を起こす（或いは妨げる）機構はどのようなものか」を理解することを目指している。 最も研究が進んでいる筋小胞体Ca2+ポンプに関しては、特に生理的濃度のCa2+存在下低pHでの結晶構造の解析を進めた。これまでに得られたE1・2Ca2+状態の構造は高濃度（10-100 ...
❏Na+ポンプによるNa+の選択機構の構造生物学的研究(18K06148)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】金井 隆太 東京大学, 定量生命科学研究所, 特任助教 (50598472)
【キーワード】Na+,K+-ATPase / イオン能動輸送 / 膜蛋白質 / X線結晶構造解析 / 能動輸送 (他11件)
【概要】Na+,K+-ATPaseは全ての動物細胞の細胞膜に局在し、ATP 1分子の加水分解エネルギーを利用して3個のNa+を細胞外へ、2個のK+を細胞内へ濃度勾配に逆らって輸送する膜蛋白質である。Na+の選択的輸送の理解に向けてNa+を結合した直後の状態、すなわちE1・3Na+状態の構造解析を行った。また、E1・3Na+状態の結晶を用いて、E1・Mn2+状態の構造、ATPアナログと結合したE1・3Na+...
❏イオン能動輸送機構の結晶学的研究(11308026)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】1999 - 2001
【研究代表者】豊島 近 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 教授 (70172210)
【キーワード】能動輸送 / 蛋白質結晶 / 膜蛋白質 / イオンポンプ / 電子線結晶解析 (他7件)
【概要】本研究の目標は筋小胞体カルシウムATPaseの三次元構造をまずは、既に薄いながらもX線レベルの三次元結晶が得られていたカルシウム結合状態(ElCa^<2+>)の結晶を用いて、原子分解能で決定し、さらに他の生理的状態に関しても結晶化を進めることであった。本研究は我々の期待を上回る速度で進行し、3つの状態について原子モデルを構築でき、さらに他の2つのカルシウム結合状態(E1ATPとE1Pの...
【医歯薬学】基礎医学：イオンポンプ (イオントランスポーター) ／膜タンパク質を含む研究件
❏P型ATPaseによる能動輸送とその制御機構の構造生物学(19H00975)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2019-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】豊島 近 東京大学, 定量生命科学研究所, 特任教授 (70172210)
【キーワード】構造生物学 / イオンポンプ / カルシウムポンプ / ナトリウムポンプ / 膜蛋白質 (他7件)
【概要】本研究は、P型ATPase（ポンプ）による能動輸送機構を原子構造に基づいて解明し、究極的には「何故そういう構造が必要なのか」「構造変化を起こす（或いは妨げる）機構はどのようなものか」を理解することを目指している。 最も研究が進んでいる筋小胞体Ca2+ポンプに関しては、特に生理的濃度のCa2+存在下低pHでの結晶構造の解析を進めた。これまでに得られたE1・2Ca2+状態の構造は高濃度（10-100 ...
❏P型ATPaseによる能動輸送機構の構造的解明(16H02499)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】豊島 近 東京大学, 定量生命科学研究所, 教授 (70172210)
【キーワード】イオンポンプ / 膜蛋白質 / 結晶解析 / エネルギー変換 / 構造生物学 (他7件)
【概要】本研究は、イオン能動輸送機構の完全な理解を第一の目標とし、特に、既に10の中間状態の構造決定に成功しているCa2+ポンプを対象に、イオンポンプは「どうしてそういう構造をとる必要があるのか」を追求した。イオン通路のゲート残基の変異体の結晶構造からプロトンの対向輸送の意義を解明し、Ca2+非存在下でATPを結合した状態の結晶から、ATPのみで起こる構造変化を明らかにした。さらに、4状態のCa2+ポンプ...
❏パリトキシンによるナトリウムポンプのチャネル化機構の構造生物学(16K18500)
【研究テーマ】構造生物化学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】金井 隆太 東京大学, 定量生命科学研究所, 助教 (50598472)
【キーワード】Na+,K+-ATPase / パリトキシン / X線結晶構造解析 / イオン能動輸送 / 膜蛋白質 (他8件)
【概要】海産毒物パリトキシンはナトリウムポンプを標的として毒性を示す。ナトリウムポンプは本来、ナトリウムイオンとカリウムイオンを細胞内外へ能動輸送する膜蛋白質だが、パリトキシンと結合するとそのポンプ機能が失われて、チャネル化することが分かっていた。では、どのようにしてパリトキシンはナトリウムポンプをチャネル化するのか、その仕組みを明らかにするために、パリトキシンと結合したナトリウムポンプの立体構造解析を行...
【医歯薬学】内科系臨床医学：シャペロン ／膜タンパク質を含む研究件
❏合成生物学的手法による超分子複合体形成の研究(23247013)
【研究テーマ】構造生物化学
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2011-04-01 - 2014-03-31
【研究代表者】上田 卓也 東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (80184927)
【キーワード】リボソーム / 無細胞蛋白質合成系 / リポソーム / シャペロン / ＡＴＰ合成酵素 (他16件)
【概要】多くの蛋白質は複合体を形成することで制御された機能発現が可能となるが、細胞内の複合体の形成プロセスはほとんど未解明である。本プロジェクトでは、再構築型無細胞蛋白質合成系PURE systemを用いて、ポリペプチドの合成反応と複合体形成を試験管内で再構築を行った。その結果、細胞膜上の２２のポリペプチドから形成されるATP合成酵素、および３つのポリペプチドからなるトランスロコンの合成に成功した。また1...
❏翻訳と共役した無細胞蛋白質成熟システムの構築(18201040)
【研究テーマ】生物分子科学
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2006 - 2008
【研究代表者】上田 卓也 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (80184927)
【キーワード】無細胞蛋白質合成系 / リボソーム / シャペロン / フォールディング / 分泌蛋白質 (他11件)
【概要】蛋白質の成熟過程のメカニズム解明することを目標として、再構築した蛋白質合成系PURE systemによって大腸菌ゲノム上の全蛋白質(4132個)の合成を行い、各蛋白質の凝集特性を遠心分離により可溶性を評価した。PURE systemにより合成可能また電気泳動可能であった7割についての評価したところ、凝集しやすさは二峰性を示すことが示された。分子量が小さい蛋白質、等電点が低い蛋白質は可溶性が高いこと...
【医歯薬学】内科系臨床医学：細胞膜 ／膜タンパク質を含む研究件
❏マイクロ流体破砕を用いた細胞膜の裏側解析技術(19K22079)
【研究テーマ】
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2019-06-28 - 2022-03-31
【研究代表者】山口 哲志 東京大学, 先端科学技術研究センター, 准教授 (80398106)
【キーワード】膜タンパク質 / 1細胞解析 / 細胞膜 / 細胞内小器官 / 光応答性材料 (他11件)
【概要】光応答性細胞付着剤を修飾したマイクロ流路を用いて、細胞膜の裏側や細胞内小器官表面の膜タンパク質を網羅的に1細胞解析する技術を開発した。光応答性細胞付着剤表面に光を照射することで、流路の底面に1細胞アレイを構築した。高速の送液により細胞を破砕し、細胞底面の膜（細胞膜シート）のアレイを高効率に得る技術を開発した。電子顕微鏡観察により、このシート上では各種小胞や細胞骨格繊維が観察された。また、細胞の運動...
❏ナノ加工ガラスを用いた細胞膜タンパク質一分子蛍光その場観察手法の開発(20310069)
【研究テーマ】ナノ材料・ナノバイオサイエンス
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2008 - 2012
【研究代表者】谷井 孝至 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (20339708)
【キーワード】1分子イメージング / ナノ計測 / 一分子蛍光観察 / 細胞膜 / ナノ導波路 (他12件)
【概要】細胞膜タンパク質間相互作用のリアルタイム1分子蛍光イメージングを可能にするナノ導波路を光学シミュレーションにより設計、実際にガラス基板上に作製するプロセスを構築し、導波路の形状に依存した実行可能性を評価した。掘下型導波路と埋込型 導波路の2 種類の作製プロセスを確立し、特に掘下型構造において従来の6 倍以上のS/N でタンパク質間相互作用を解析できることを示した。埋込型導波路については、最終目標で...
❏単一生細胞成分の経時的ナノ分析:機能分子の採取・同定・注入法の開発(15101004)
【研究テーマ】ナノ材料・ナノバイオサイエンス
【研究種目】基盤研究(S)
【研究期間】2003 - 2006
【研究代表者】猪飼 篤 東京工業大学, 大学院生命理工学研究科, 教授 (50011713)
【キーワード】AFM / mRNA / 培養細胞 / ナノマニピュレーター / PCR (他19件)
【概要】本研究課題では当該研究期間内につぎの事項の研究成果を挙げることができた。 1)膜タンパク質の特異的引き抜き過程におけるフォースカーブの解析から、当該膜タンパク質と細胞骨格の連鎖機構に関する情報をえる方法を開発した。 2)膜タンパク質の採取を行い、その同定法にけい光ラベルした抗体を用いた。赤血球膜タンパク質の採取は共有結合性架橋剤を用いる方法と、個々の膜タンパク質に特異的親和性を持つリガンドを用いる...
【医歯薬学】内科系臨床医学：脂質二重膜 ／膜タンパク質を含む研究件
❏小区分43040:生物物理学関連(0)
【研究テーマ】2018
【研究種目】Na+,K+-ATPase
【研究期間】イオン能動輸送
【研究代表者】膜蛋白質
【キーワード】X線結晶構造解析
【概要】膜蛋白質の真の構造生物学を目指し、「脂質二重膜からプロトンまで」の全てを可視化する技術の開発に取り組んでいる。第一の目標は膜蛋白質結晶中の脂質二重膜の可視化であり、具体的課題は分解能10Åよりも低角の反射点の位相決定である。溶媒コントラスト変調法の拡張と多重同型置換法、その両者の組み合わせの適用を考え、技術開発とデータ収集を行った。さらに、中性子回折への発展を考え、膜蛋白質の大型結晶の作製技術の開...
❏人工細胞膜と膜タンパク質から構成される神経インタフェースデバイスの研究開発(18H03512)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2018-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】八木 透 東京工業大学, 工学院, 教授 (90291096)
【キーワード】神経インタフェース / 脂質二重膜 / カーボンナノチューブ / ジャイアントリポソーム / ゲルボール (他13件)
【概要】電気シナプス（ギャップジャンクション）を人工的に実現する本神経インタフェースデバイスは，従来デバイスで問題となっている生体適合性と電気化学的な諸問題を解決できるデバイスである．提案デバイスの特徴は，膜の安定化の目的でボール形状のゲル物質周りに脂質二重膜を構成し、ギャップ結合を実現するために膜タンパク質など膜を貫通するカーボンナノチューブ（CNT）を介して物質輸送を行う点である． 本年度は，昨年度に...
❏Na+ポンプによるNa+の選択機構の構造生物学的研究(18K06148)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】金井 隆太 東京大学, 定量生命科学研究所, 特任助教 (50598472)
【キーワード】Na+,K+-ATPase / イオン能動輸送 / 膜蛋白質 / X線結晶構造解析 / 能動輸送 (他11件)
【概要】Na+,K+-ATPaseは全ての動物細胞の細胞膜に局在し、ATP 1分子の加水分解エネルギーを利用して3個のNa+を細胞外へ、2個のK+を細胞内へ濃度勾配に逆らって輸送する膜蛋白質である。Na+の選択的輸送の理解に向けてNa+を結合した直後の状態、すなわちE1・3Na+状態の構造解析を行った。また、E1・3Na+状態の結晶を用いて、E1・Mn2+状態の構造、ATPアナログと結合したE1・3Na+...
【医歯薬学】外科系臨床医学：ナノバイオ ／膜タンパク質を含む研究件
❏リポソームから毛を生やす(26630426)
【研究テーマ】生物機能・バイオプロセス
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31
【研究代表者】堀 克敏 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (50302956)
【キーワード】リポソーム / ナノファイバー / 膜タンパク質 / ナノバイオ / バイオテクノロジー (他6件)
【概要】本研究の目的は、Acinetobacter sp. Tol 5細胞上の接着性ナノファイバータンパク質AtaAをリポソーム内部で合成し、表面に生やすことである。我々は、AtaAの基本構造を損なわずに正しくフォールディングされる縮小版ataAの遺伝子を作成し、無細胞タンパク質合成系でのポリペプチド鎖の合成を確認した。次に、縮小ataA遺伝子を細胞サイズのジャイアント・シングルラメラ・リポソーム内部で発...
❏マイクロ流路のプラグ流集積による脂質二分子膜アレイの形成と計測(23710146)
【研究テーマ】マイクロ・ナノデバイス
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2011 - 2012
【研究代表者】西迫 貴志 東京工業大学, 精密工学研究所, 助教 (10431983)
【キーワード】ナノバイオ / マイクロ・ナノデバイス / 流体工学 / 脂質二分子膜 / マイクロ流路 (他8件)
【概要】本研究では，基板上に作製した微細な流路（マイクロ流路）の分岐構造を利用した，脂質二分子平面膜の作製および電気生理計測に関する研究を行った．マイクロ流路のT字，十字といった分岐構造を利用してナノリットルオーダの電解質水溶液の液滴を脂質を含む有機相中に連続生成し，流路下流域において有機相のみを選択的に吸引・除去することで，水滴同士を互いに接触させ，脂質平面膜の並列構造を作製することができた．さらにマイ...
【医歯薬学】社会医学：生物物理 ／膜タンパク質を含む研究件
❏多様なGPCRのシグナル伝達機構の構造生物学的解明(17H04999)
【研究テーマ】構造生物化学
【研究種目】若手研究(A)
【研究期間】2017-04-01 - 2021-03-31
【研究代表者】幸福 裕 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 助教 (80737940)
【キーワード】核磁気共鳴法 / シグナル伝達 / 膜タンパク質 / Gタンパク質共役型受容体 / 脂質二重膜 (他10件)
【概要】Gタンパク質共役型受容体（GPCR）は、様々な細胞外からの刺激に応答する膜タンパク質であり、感覚受容・神経伝達など、様々な生理機能に関与している。本研究では、タンパク質の動的な性質を原子レベルで観測可能な核磁気共鳴（NMR）法を用いて、GPCRの一種であるβ2アドレナリン受容体およびアデノシンA2A受容体の解析をおこなった。これにより、β2アドレナリン受容体が化合物依存的に、多様なシグナルを細胞内...
❏計算機デザインと進化分子工学による新規人工膜タンパク質の創生(17H00888)
【研究テーマ】ケミカルバイオロジー
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2017-04-01 - 2021-03-31
【研究代表者】松浦 友亮 東京工業大学, 地球生命研究所, 教授 (50362653)
【キーワード】膜タンパク質 / リポソーム / 進化分子工学 / 人工細胞 / 無細胞タンパク質合成系 (他12件)
【概要】自然界が進化によって探索した配列空間はほんの一部である。合理的デザインにより、現在までに可溶性タンパク質については、未開拓配列空間に多くの構造・機能を持つ人工タンパク質が存在することが明らかになってきた。本研究では、膜タンパク質でも機能・構造を持つ人工膜タンパク質を持つ分子が存在すること示した。具体的には、2 nmのポアを持つ人工膜タンパク質を設計し、その機能を人工細胞リアクターを用いて明らかにし...
❏P型ATPaseによる能動輸送機構の構造的解明(16H02499)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】豊島 近 東京大学, 定量生命科学研究所, 教授 (70172210)
【キーワード】イオンポンプ / 膜蛋白質 / 結晶解析 / エネルギー変換 / 構造生物学 (他7件)
【概要】本研究は、イオン能動輸送機構の完全な理解を第一の目標とし、特に、既に10の中間状態の構造決定に成功しているCa2+ポンプを対象に、イオンポンプは「どうしてそういう構造をとる必要があるのか」を追求した。イオン通路のゲート残基の変異体の結晶構造からプロトンの対向輸送の意義を解明し、Ca2+非存在下でATPを結合した状態の結晶から、ATPのみで起こる構造変化を明らかにした。さらに、4状態のCa2+ポンプ...
【医歯薬学】薬学：糖タンパク質 ／膜タンパク質を含む研究件
❏HSV細胞間感染受容体の同定(15K15138)
【研究テーマ】ウイルス学
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31
【研究代表者】有井 潤 東京大学, 医科学研究所, 助教 (30704928)
【キーワード】HSV / glycoprotein / 膜タンパク質 / 細胞間感染 / ウイルス (他9件)
【概要】本研究では、単純ヘルペスウイルス（HSV）による細胞間感染に焦点を当てて解析し、HSV細胞間感染を促進する宿主因子を新たに同定した。本因子は、HSV細胞感染に重要な役割を担っているウイルスタンパク質gEと会合し、gEに依存した細胞感染に必要であった。HSVは生体内においてはほとんど細胞外ウイルスを放出せず、細胞間感染に伝播を依存していると考えられている。すなわち、HSV細胞間感染の分子機構の理解は...
❏ニパウイルスの膜タンパク質輸送機構の解析(23890038)
【研究テーマ】ウイルス学
【研究種目】研究活動スタート支援
【研究期間】2011 - 2012
【研究代表者】藤幸 知子 東京大学, 医科学研究所, 助教 (50610630)
【キーワード】ニパウイルス / 膜タンパク質 / 細胞内局在 / 糖タンパク質 / 細胞内輸送 (他6件)
【概要】ニパウイルス膜タンパク質G(Glycoprotein)の細胞内での挙動を理解するため、培養細胞におけるGの局在部位を解析した結果、Gは主に小胞体およびゴルジ体に局在することが示された。したがって、Gは宿主の膜タンパク質と同様の経路で細胞内輸送されると考えられる。また、Gの部分欠損体を用いた解析から、細胞外領域の一部が小胞体からゴルジ体への輸送に必要であると示唆された。本知見は、ニパウイルスの膜輸送...
❏蛋白質の機能構造研究のためのX線結晶解析法の迅速高精度化(06305006)
【研究テーマ】広領域
【研究種目】総合研究(A)
【研究期間】1994 - 1995
【研究代表者】佐藤 能雅 東京大学, 薬学部, 教授 (30150014)
【キーワード】蛋白質 / X線結晶解析 / 蛋蛋白質 / 糖蛋白質 / 抗体 (他15件)
【概要】蛋白質の機能の解明と応用の研究を進展させるため、蛋白質の三次元構造の研究の分担を通じ、X線結晶解析の方法の新展開と、蛋白質の機能構造の迅速な研究体制の構築を本研究の目的とした。 平成6〜7年度の計画として、1 アミノ酸改変蛋白質、2 各種プロテアーゼとその阻害剤との複合体、3 アミラーゼ等とその阻害蛋白質、4 核酸および核酸を認識する蛋白質、5 抗原を認識する抗体と抗原複合体 6 膜蛋白質、結晶化...
【医歯薬学】薬学：生体膜 ／膜タンパク質を含む研究件
❏細胞内動的構造体の構築原理の解明(07308050)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】1995 - 1996
【研究代表者】神山 勉 名古屋大学, 大学院理学研究科, 教授 (30170210)
【キーワード】細胞内小器官 / 細胞内膜系 / 非膜系高次構造 / 生体超分子 / 細胞内脂質輸送 (他14件)
【概要】当研究班は細胞内の様々な動的高次構造体の構築原理を統一的に解明することを目指して研究活動を行った。研究課題に掲げた「細胞内動的構造体」とは、主には細胞内小器官を指しており、「構築原理の解明」とは、それらの形成過程を人工的に再現できるくらいに理解しようということである。具体的な研究対象としては、真核生物の細胞内膜系(形質膜、核膜、ミトコンドリア内膜、葉緑体チラコイド膜、筋小胞体、視覚桿体細胞の円盤膜...
❏膜蛋白質3次元微結晶の電子線構造解析(02680225)
【研究テーマ】生体物性学
【研究種目】一般研究(C)
【研究期間】1990
【研究代表者】神山 勉 理化学研究所, 生物物理研究室, 研究員 (30170210)
【キーワード】膜蛋白質 / 蛋白質の結晶化 / バクテリオロドプシン / 電子線構造解析 / プロトン輸送 (他8件)
【概要】膜蛋白質の新しい構造解析法の確立を目指して,(1)膜蛋白の結晶化技術の開発・改良,(2)3次元結晶の電子線回折像から膜蛋白質の立体構造を求める方法の開発,の2点について研究した。(1)に関しては,光プロトンポンプとして知られるバクテリオロドプシンの結晶化を試み,3種類の微結晶を得るのに成功し、目標を達成した。また、温度勾配存在下で蒸気拡散を行なう新しい蛋白質結晶化法を開発し、結晶化プロセスの迅速化...
【医歯薬学】薬学：MAPキナーゼ ／膜タンパク質を含む研究件
❏高浸透圧センシングの分子機構解明(16H04761)
【研究テーマ】機能生物化学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】舘林 和夫 東京大学, 医科学研究所, 准教授 (50272498)
【キーワード】高浸透圧 / 酵母 / MAP kinase経路 / センサー / シグナル伝達 (他17件)
【概要】細胞が高浸透圧を感知する分子機構を明らかにするため、酵母の高浸透圧応答に働くHog1 MAPキナーゼ(MAPK)経路の高浸透圧センサーの研究を行い、Hog1経路には膜タンパク質型と非膜タンパク質型の高浸透圧センサーの存在することを明らかにした。前者については、高浸透圧感知・応答に必要な複数のセンサー膜タンパク質の複合体形成について、その相互作用部位を同定することに成功した。後者については、細胞質内...
❏膜蛋白質の多量体形成と動的相互作用を介した高浸透圧感知機構(24370053)
【研究テーマ】機能生物化学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2012-04-01 - 2016-03-31
【研究代表者】舘林 和夫 東京大学, 医科学研究所, 准教授 (50272498)
【キーワード】高浸透圧 / センサー / 酵母 / HOG経路 / 膜タンパク質 (他13件)
【概要】本研究において、酵母の高浸透圧応答性HOG経路の上流SHO1支経路で働く高浸透圧センサーとして、４回膜貫通タンパク質のSho1を同定することに成功した。Sho1は高浸透圧に応じた自身の構造変化を通じ、細胞内シグナル因子Ste50と結合し、経路の活性化を促す。また、化学的クロスリンク法を用いた解析から、Sho1は膜貫通領域２、３番(TM2/3面)でホモ３量体、TM1/4面でホモ２量体、全体としてユニ...
【医歯薬学】薬学：小胞輸送 ／膜タンパク質を含む研究件
❏逆行輸送小胞による選別輸送のメカニズム(23580105)
【研究テーマ】応用微生物学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2011 - 2013
【研究代表者】野田 陽一 東京大学, 農学生命科学研究科, 助教 (90282699)
【キーワード】微生物機能 / 小胞輸送 / ゴルジ体 / ER / 出芽酵母 (他9件)
【概要】合成された蛋白質が細胞内輸送経路によりオルガネラに正しく局在化されることは細胞の生存にとって必須のプロセスである．ER, ゴルジ体における選別輸送の機構を明らかにするために，非常に優れた真核モデル微生物である出芽酵母を用いて，遺伝学的，生化学的な解析を行った．我々がゴルジ体に見いだしたSvp26, Erv41-Erv46複合体のERからの蛋白質の搬出レセプターとしての機能を解析し，新たな積み荷蛋白...
❏酵母ゴルジ体の機能制御のための分子機構解析(12460040)
【研究テーマ】応用微生物学・応用生物化学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2000 - 2002
【研究代表者】依田 幸司 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (20143406)
【キーワード】酵母 / 小胞輸送 / ゴルジ体 / 膜タンパク質 / 局在化機構 (他11件)
【概要】ゴルジ体は複数領域から成り、タンパク質は各領域で異なる修飾やプロセシングを受ける。従って、各領域の組成と成立ちは、ゴルジ体の働きを理解するのに極めて重要である。 初期領域のSed5タンパク質は輸送小胞がゴルジ体に融合するのに重要だが、N末端にSly1タンパク質が結合することを明らかにした。次いで、この結合で、ゴルジ体のSed5と輸送小胞のBet1間の複合体形成が促進されることを発見した。更に、温度...
【医歯薬学】薬学：細胞内輸送 ／膜タンパク質を含む研究件
❏ニパウイルスの膜タンパク質輸送機構の解析(23890038)
【研究テーマ】ウイルス学
【研究種目】研究活動スタート支援
【研究期間】2011 - 2012
【研究代表者】藤幸 知子 東京大学, 医科学研究所, 助教 (50610630)
【キーワード】ニパウイルス / 膜タンパク質 / 細胞内局在 / 糖タンパク質 / 細胞内輸送 (他6件)
【概要】ニパウイルス膜タンパク質G(Glycoprotein)の細胞内での挙動を理解するため、培養細胞におけるGの局在部位を解析した結果、Gは主に小胞体およびゴルジ体に局在することが示された。したがって、Gは宿主の膜タンパク質と同様の経路で細胞内輸送されると考えられる。また、Gの部分欠損体を用いた解析から、細胞外領域の一部が小胞体からゴルジ体への輸送に必要であると示唆された。本知見は、ニパウイルスの膜輸送...
❏高等植物の分泌系におけるタンパク質の輸送機構と修飾機構の解析(13460152)
【研究テーマ】応用分子細胞生物学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2001 - 2002
【研究代表者】松岡 健 理化学研究所, 形態構築研究チーム, チームリーダー (40222294)
【キーワード】細胞内輸送 / タンパク質修飾 / 再構成 / 植物 / 液胞 (他15件)
【概要】遺伝子組換え作物は、植物製産に要するコストが動物や微生物の製産に要するコストより極めて低いことから、動物由来の組換えタンパク質製産の場として期待される。多くの動物由来の有用タンパク質は分泌性であり、これらタンパク質は小胞体での合成の後ゴルジ装置等で糖鎖付加などの修飾を受け、液胞/リソソームへ輸送されることなく細胞外へ分泌される。しかし、タンパク質のゴルジ装置での修飾とゴルジ装置での液胞/リソソーム...
【医歯薬学】薬学：ミトコンドリア ／膜タンパク質を含む研究件
❏細胞内膜タンパク質ＰＧＤＲ／ＧＨＩＴＭを介したエネルギー代謝調節機構解明への挑戦(23658088)
【研究テーマ】応用生物化学
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2011 - 2012
【研究代表者】片岡 宏誌 東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (60202008)
【キーワード】脂肪細胞 / 膜タンパク質 / GHITM / ミトコンドリア / ペルオキシソーム (他8件)
【概要】哺乳類から昆虫まで普遍的に存在するPGDR/GHITMを介したエネルギー代謝調節機構の解明を目指し、1) PGDR/GHITMの局在解析、2) PGDR/GHITMの有無によって変化する細胞内の脂質類の変動解析、3) PGDR/GHITMを介した遺伝子発現調節機構および脂肪細胞分化制御機構の解析、を行った。 その結果、1) PGDR/GHITMは従来考えていたペルオキシソームよりミトコンドリアに...
❏精嚢分泌タンパク質による精子膜構造の制御を介した受精能抑制機構の解明(22791502)
【研究テーマ】泌尿器科学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2010-04-01 - 2014-03-31
【研究代表者】吉田 薫 桐蔭横浜大学, 先端医用工学センター, 講師 (70398973)
【キーワード】精子 / 受精能 / 膜ラフト / 糖脂質 / 膜タンパク質 (他8件)
【概要】精嚢分泌タンパク質Semenogelinは精子運動超活性化の抑制因子であり、これまでの先体胞反応およびタンパク質チロシンリン酸化抑制因子であるという報告と合わせて精子受精能抑制因子であることが示された。その作用機序について、精子細胞膜のコレステロールに直接結合する可能性があり、細胞膜脂質ラフト構造との直接の関与は未だ不明だが、精子細胞膜の流動性制御により受精能を抑制していることが示唆された。 ...
【医歯薬学】薬学：フォールデイング ／膜タンパク質を含む研究件
❏合成生物学的手法による超分子複合体形成の研究(23247013)
【研究テーマ】構造生物化学
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2011-04-01 - 2014-03-31
【研究代表者】上田 卓也 東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (80184927)
【キーワード】リボソーム / 無細胞蛋白質合成系 / リポソーム / シャペロン / ＡＴＰ合成酵素 (他16件)
【概要】多くの蛋白質は複合体を形成することで制御された機能発現が可能となるが、細胞内の複合体の形成プロセスはほとんど未解明である。本プロジェクトでは、再構築型無細胞蛋白質合成系PURE systemを用いて、ポリペプチドの合成反応と複合体形成を試験管内で再構築を行った。その結果、細胞膜上の２２のポリペプチドから形成されるATP合成酵素、および３つのポリペプチドからなるトランスロコンの合成に成功した。また1...
❏翻訳と共役した無細胞蛋白質成熟システムの構築(18201040)
【研究テーマ】生物分子科学
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2006 - 2008
【研究代表者】上田 卓也 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (80184927)
【キーワード】無細胞蛋白質合成系 / リボソーム / シャペロン / フォールディング / 分泌蛋白質 (他11件)
【概要】蛋白質の成熟過程のメカニズム解明することを目標として、再構築した蛋白質合成系PURE systemによって大腸菌ゲノム上の全蛋白質(4132個)の合成を行い、各蛋白質の凝集特性を遠心分離により可溶性を評価した。PURE systemにより合成可能また電気泳動可能であった7割についての評価したところ、凝集しやすさは二峰性を示すことが示された。分子量が小さい蛋白質、等電点が低い蛋白質は可溶性が高いこと...
【医歯薬学】薬学：多剤耐性菌 ／膜タンパク質を含む研究件
❏有機分子の排出にかかわる膜輸送体の構造生物学(17H03640)
【研究テーマ】構造生物化学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31
【研究代表者】石谷 隆一郎 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任教授 (90361568)
【キーワード】Ｘ線結晶構造解析 / 膜タンパク質 / 多剤耐性菌 / 薬物動態 / 結晶構造解析 (他8件)
【概要】生体は常に有毒な有機分子にさらされているが、細胞は防御策としてこれらを排出する機構を有している。この排出機構の分子実体は膜タンパク質である「排出輸送体」である。本研究では有機分子の排出機構に着目し、多剤排出輸送体MATEの構造解析を行った。 真核生物由来MATEに関しては，昨年度、シロイヌナズナ由来MATE輸送体AtDTX14の外向き開状態の構造を決定し、構造に基づいた変異体解析を行い、輸送機構を...
❏多剤排出輸送体の構造生物学(25291011)
【研究テーマ】構造生物化学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2013-04-01 - 2017-03-31
【研究代表者】石谷 隆一郎 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (90361568)
【キーワード】X線結晶構造解析 / 膜蛋白質 / 多剤耐性菌 / 膜輸送体 / Ｘ線結晶構造解析 (他7件)
【概要】多剤排出輸送体は，多様な薬剤を認識し排出することで薬物耐性細胞出現の原因となっている．この幅広い薬剤に対する認識・排出機構の理解は，創薬の観点からも重要である．しかし，膜蛋白質の構造解析は困難であり，近年いくつかの多剤排出輸送体の構造が解明されたが，分解能の低さのため，基質認識など生物学的に重要な点が依然不明のままである．本研究では，多剤排出輸送体として同定され，その後の研究により芳香族アミノ酸も...
【医歯薬学】薬学：生体高分子 ／膜タンパク質を含む研究件
❏分子動力学的手法を用いた生体高分子に関する研究(18790035)
【研究テーマ】物理系薬学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2006 - 2008
【研究代表者】平野 秀典 慶應義塾大学, 医学部, 助教 (50360631)
【キーワード】分子動力学計算 / 膜 / 膜タンパク質 / アクアポリン / 分子動力学的手法 (他7件)
【概要】分子動力学的手法により、膜および膜タンパクの構造ダイナミクスに関する研究を行った。主に水チャネルであるアクアポリンを対象に水銀による水分子透過阻害機構解明を行うことにより、水分子透過制御機構に関する研究を行った。本研究の成果は、膜および膜タンパク質に興味のある生化学研究者および理論的研究者が抱いている、膜および膜タンパク質に関する謎の部分の解明役立つことを期待される。 ...
❏蛋白質の機能構造研究のためのX線結晶解析法の迅速高精度化(06305006)
【研究テーマ】広領域
【研究種目】総合研究(A)
【研究期間】1994 - 1995
【研究代表者】佐藤 能雅 東京大学, 薬学部, 教授 (30150014)
【キーワード】蛋白質 / X線結晶解析 / 蛋蛋白質 / 糖蛋白質 / 抗体 (他15件)
【概要】蛋白質の機能の解明と応用の研究を進展させるため、蛋白質の三次元構造の研究の分担を通じ、X線結晶解析の方法の新展開と、蛋白質の機能構造の迅速な研究体制の構築を本研究の目的とした。 平成6〜7年度の計画として、1 アミノ酸改変蛋白質、2 各種プロテアーゼとその阻害剤との複合体、3 アミラーゼ等とその阻害蛋白質、4 核酸および核酸を認識する蛋白質、5 抗原を認識する抗体と抗原複合体 6 膜蛋白質、結晶化...
【医歯薬学】薬学：アレスチン ／膜タンパク質を含む研究件
❏核磁気共鳴法によるG蛋白質共役型受容体の活性制御機構の解明(20H03375)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】上田 卓見 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 准教授 (20451859)
【キーワード】NMR / GPCR / Gタンパク質 / アレスチン / システム生物学 (他9件)
【概要】(1) 【b2AR および mOR の各モチーフの構造を反映する NMR シグナルの観測、帰属】 b2ARに関しては、部分重水素化およびチロシン残基の主鎖15N標識を施したb2ARのNMRスペクトルを測定して、残基数に対応する数のシグナルを観測した。各チロシン残基の変異体のスペクトルを測定して、野生型と比較することにより、モチーフ近傍に位置する3残基のシグナルを帰属することに成功した。mORに関し...
❏NTSR1-Gタンパク質複合体構造解析を突破口としたGタンパク質選択性機構の解明(19H03163)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2019-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】加藤 英明 東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (80805961)
【キーワード】クライオ電子顕微鏡 / GPCR / ニューロテンシン受容体 / Gタンパク質 / アレスチン (他7件)
【概要】ニューロテンシン受容体（NTSR1）-Gi1複合体、NTSR1-アレスチン複合体についてそのcryo-EM構造を決定し、NTSR1によるGi1タンパク質やアレスチンの認識機構や活性化機構の一端を明らかにすることに成功した。それらの結果をまとめ、学術誌Natureに2報の論文を発表するに至っている。さらに、NTSR1-GoA, Gq複合体のcryo-EM構造を決定し、Gタンパク質認識や会合における素...
【医歯薬学】薬学：核磁気共鳴(NMR) ／膜タンパク質を含む研究件
❏核磁気共鳴法によるG蛋白質共役型受容体の活性制御機構の解明(20H03375)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】上田 卓見 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 准教授 (20451859)
【キーワード】NMR / GPCR / Gタンパク質 / アレスチン / システム生物学 (他9件)
【概要】(1) 【b2AR および mOR の各モチーフの構造を反映する NMR シグナルの観測、帰属】 b2ARに関しては、部分重水素化およびチロシン残基の主鎖15N標識を施したb2ARのNMRスペクトルを測定して、残基数に対応する数のシグナルを観測した。各チロシン残基の変異体のスペクトルを測定して、野生型と比較することにより、モチーフ近傍に位置する3残基のシグナルを帰属することに成功した。mORに関し...
❏B型肝炎ウイルスの感染機構の構造基盤(16K18866)
【研究テーマ】物理系薬学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2016-04-01 - 2018-03-31
【研究代表者】横川 真梨子 慶應義塾大学, 薬学部(芝共立), 助教 (60648020)
【キーワード】HBV / 溶液NMR / B型肝炎ウイルス / NMR / 構造生物学 (他9件)
【概要】B型肝炎ウイルス（HBV）の感染により発症する慢性B型肝炎は、肝癌や肝硬変のリスク因子である。現在の治療薬は核酸アナログとインターフェロンのみであり、ウイルスを排除できないことが問題である。そこで本研究では、HBV感染の構造メカニズムを明らかにし、治療薬創製の構造基盤を得ることを目指した。 感染に重要なHBVの外殻タンパク質であるpreS、preS1、preS2の大量調製法を確立し、NMRシグナル...
❏薬理学的に重要なGPCRのシグナルバイアスの構造生物学的解析(15K18843)
【研究テーマ】物理系薬学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2015-04-01 - 2017-03-31
【研究代表者】幸福 裕 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 特任助教 (80737940)
【キーワード】構造生物学 / NMR / 膜タンパク質 / シグナル伝達 / GPCR
【概要】Gタンパク質共役型受容体(GPCR)のリガンドには、Gタンパク質とアレスチンを介したシグナル伝達経路の一方を選択的に活性化するものが知られており、この現象を「シグナルバイアス」と呼ぶ。本研究では、薬理学的に重要なGPCRについて、メチオニンメチル基に由来するNMRシグナルを、通常のリガンドが結合した状態とバイアスリガンドが結合した状態で解析した。その結果、GPCRは不活性型構造に加えて複数の活性型...
【医歯薬学】薬学：核磁気共鳴法 ／膜タンパク質を含む研究件
❏多様なGPCRのシグナル伝達機構の構造生物学的解明(17H04999)
【研究テーマ】構造生物化学
【研究種目】若手研究(A)
【研究期間】2017-04-01 - 2021-03-31
【研究代表者】幸福 裕 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 助教 (80737940)
【キーワード】核磁気共鳴法 / シグナル伝達 / 膜タンパク質 / Gタンパク質共役型受容体 / 脂質二重膜 (他10件)
【概要】Gタンパク質共役型受容体（GPCR）は、様々な細胞外からの刺激に応答する膜タンパク質であり、感覚受容・神経伝達など、様々な生理機能に関与している。本研究では、タンパク質の動的な性質を原子レベルで観測可能な核磁気共鳴（NMR）法を用いて、GPCRの一種であるβ2アドレナリン受容体およびアデノシンA2A受容体の解析をおこなった。これにより、β2アドレナリン受容体が化合物依存的に、多様なシグナルを細胞内...
❏バイアスリガンドによるGPCRのシグナル伝達制御機構の解明(26893041)
【研究テーマ】物理系薬学
【研究種目】研究活動スタート支援
【研究期間】2014-08-29 - 2015-03-31
【研究代表者】幸福 裕 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 特任助教 (80737940)
【キーワード】核磁気共鳴法 / Gタンパク質共役型受容体 / 安定同位体標識 / 膜タンパク質 / 構造生物学
【概要】創薬標的分子として重要なGタンパク質共役型受容体 (GPCR) の一種であるβ2アドレナリン受容体 (β2AR) を、再構成高密度リポタンパク質（rHDL）の脂質二重膜に再構成した。これを用いて、様々な薬剤について、Gタンパク質およびアレスチンを介したシグナル伝達経路の活性化能を独立に定量するアッセイ系を構築した。 β2ARのメチオニンメチル基を13C標識し、その周囲を2H標識した試料の調製に成功...
❏相互作用に基づく光合成明反応膜蛋白質と電子輸送蛋白質の高効率電子輸送機構の解明(20790029)
【研究テーマ】物理系薬学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2008 - 2009
【研究代表者】上田 卓見 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 助教 (20451859)
【キーワード】構造生物学 / 生化学 / 膜タンパク質 / 核磁気共鳴法 / 光合成名反応 (他15件)
【概要】プラストシアニン(Pc)は、膜蛋白質複合体である光化学系I(PSI)に素早く電子を輸送することにより、光合成明反応を効率良く進めている。本研究では、酸化型アナログであるカドミウム置換体(Cd-Pc)の調製法を確立して、当研究室で確立した転移交差飽和法(TCS)を用いて、Cd-PcのPSI結合部位を同定した。その結果、Pc上の銅原子の酸化に伴って、Loop1のコンフォメーションが変化することにより、...
【医歯薬学】薬学：光合成明反応 ／膜タンパク質を含む研究件
❏相互作用に基づく光合成明反応膜蛋白質と電子輸送蛋白質の高効率電子輸送機構の解明(20790029)
【研究テーマ】物理系薬学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2008 - 2009
【研究代表者】上田 卓見 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 助教 (20451859)
【キーワード】構造生物学 / 生化学 / 膜タンパク質 / 核磁気共鳴法 / 光合成名反応 (他15件)
【概要】プラストシアニン(Pc)は、膜蛋白質複合体である光化学系I(PSI)に素早く電子を輸送することにより、光合成明反応を効率良く進めている。本研究では、酸化型アナログであるカドミウム置換体(Cd-Pc)の調製法を確立して、当研究室で確立した転移交差飽和法(TCS)を用いて、Cd-PcのPSI結合部位を同定した。その結果、Pc上の銅原子の酸化に伴って、Loop1のコンフォメーションが変化することにより、...
❏NMRを用いたフェレドキシン―キノン還元酵素の機能解明(19890049)
【研究テーマ】物理系薬学
【研究種目】若手研究(スタートアップ)
【研究期間】2007 - 2008
【研究代表者】上田 卓見 東大, 薬学研究科(研究院), 助教 (20451859)
【キーワード】NMR / 膜蛋白質 / 構造生物学 / 転移交差飽和法 / 光合成明反応 (他8件)
【概要】安定同位体標識を施したフェレドキシン(Fd)を、大腸菌BL21(DE3)-CodonPlus-RPを用いて大量発現させ、Sepharose 6B、 Resource PHE、 Hiload Superdex 75カラムを用いて、SDS-PAGEにて単一バンドとなるまで精製した。Fdの[2Fe-2S]クラスターは不対電子を持つため、その近傍のNMRシグナルは観測されない。そこで、その影響を見積もるた...
【医歯薬学】薬学：転移交差飽和法 ／膜タンパク質を含む研究件
❏二成分制御系における連鎖的シグナル伝達機構の構造生物学的解明(23790042)
【研究テーマ】物理系薬学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2011 - 2012
【研究代表者】上田 卓見 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 助教 (20451859)
【キーワード】構造生物学 / NMR / 膜蛋白質 / 転移交差飽和法 / 過渡的複合体 (他13件)
【概要】本研究では、申請者らの開発したNMR手法である交差飽和法を用いて、原核生物の走化性を制御する細胞内シグナル伝達タンパク質であるCheAとCheYの複合体が、反応部位同士が互いに近接した状態と、離れた状態の平衡状態にあることを明らかにした。これにより、CheAが、シグナル伝達に必要な二つの反応を、一つの反応部位で、両方とも効率よく進めているメカニズムが解明された。 ...
❏相互作用に基づく光合成明反応膜蛋白質と電子輸送蛋白質の高効率電子輸送機構の解明(20790029)
【研究テーマ】物理系薬学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2008 - 2009
【研究代表者】上田 卓見 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 助教 (20451859)
【キーワード】構造生物学 / 生化学 / 膜タンパク質 / 核磁気共鳴法 / 光合成名反応 (他15件)
【概要】プラストシアニン(Pc)は、膜蛋白質複合体である光化学系I(PSI)に素早く電子を輸送することにより、光合成明反応を効率良く進めている。本研究では、酸化型アナログであるカドミウム置換体(Cd-Pc)の調製法を確立して、当研究室で確立した転移交差飽和法(TCS)を用いて、Cd-PcのPSI結合部位を同定した。その結果、Pc上の銅原子の酸化に伴って、Loop1のコンフォメーションが変化することにより、...
❏NMRを用いたフェレドキシン―キノン還元酵素の機能解明(19890049)
【研究テーマ】物理系薬学
【研究種目】若手研究(スタートアップ)
【研究期間】2007 - 2008
【研究代表者】上田 卓見 東大, 薬学研究科(研究院), 助教 (20451859)
【キーワード】NMR / 膜蛋白質 / 構造生物学 / 転移交差飽和法 / 光合成明反応 (他8件)
【概要】安定同位体標識を施したフェレドキシン(Fd)を、大腸菌BL21(DE3)-CodonPlus-RPを用いて大量発現させ、Sepharose 6B、 Resource PHE、 Hiload Superdex 75カラムを用いて、SDS-PAGEにて単一バンドとなるまで精製した。Fdの[2Fe-2S]クラスターは不対電子を持つため、その近傍のNMRシグナルは観測されない。そこで、その影響を見積もるた...
【医歯薬学】薬学：GPCR ／膜タンパク質を含む研究件
❏中区分27:化学工学およびその関連分野(0)
【研究テーマ】2019
【研究種目】膜タンパク質
【研究期間】1細胞解析
【研究代表者】細胞膜
【キーワード】細胞内小器官
【概要】(1) 【b2AR および mOR の各モチーフの構造を反映する NMR シグナルの観測、帰属】 b2ARに関しては、部分重水素化およびチロシン残基の主鎖15N標識を施したb2ARのNMRスペクトルを測定して、残基数に対応する数のシグナルを観測した。各チロシン残基の変異体のスペクトルを測定して、野生型と比較することにより、モチーフ近傍に位置する3残基のシグナルを帰属することに成功した。mORに関し...
❏NTSR1-Gタンパク質複合体構造解析を突破口としたGタンパク質選択性機構の解明(19H03163)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2019-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】加藤 英明 東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (80805961)
【キーワード】クライオ電子顕微鏡 / GPCR / ニューロテンシン受容体 / Gタンパク質 / アレスチン (他7件)
【概要】ニューロテンシン受容体（NTSR1）-Gi1複合体、NTSR1-アレスチン複合体についてそのcryo-EM構造を決定し、NTSR1によるGi1タンパク質やアレスチンの認識機構や活性化機構の一端を明らかにすることに成功した。それらの結果をまとめ、学術誌Natureに2報の論文を発表するに至っている。さらに、NTSR1-GoA, Gq複合体のcryo-EM構造を決定し、Gタンパク質認識や会合における素...
❏マイクロ流体破砕を用いた細胞膜の裏側解析技術(19K22079)
【研究テーマ】
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2019-06-28 - 2022-03-31
【研究代表者】山口 哲志 東京大学, 先端科学技術研究センター, 准教授 (80398106)
【キーワード】膜タンパク質 / 1細胞解析 / 細胞膜 / 細胞内小器官 / 光応答性材料 (他11件)
【概要】光応答性細胞付着剤を修飾したマイクロ流路を用いて、細胞膜の裏側や細胞内小器官表面の膜タンパク質を網羅的に1細胞解析する技術を開発した。光応答性細胞付着剤表面に光を照射することで、流路の底面に1細胞アレイを構築した。高速の送液により細胞を破砕し、細胞底面の膜（細胞膜シート）のアレイを高効率に得る技術を開発した。電子顕微鏡観察により、このシート上では各種小胞や細胞骨格繊維が観察された。また、細胞の運動...
【医歯薬学】薬学：Gタンパク質 ／膜タンパク質を含む研究件
❏核磁気共鳴法によるG蛋白質共役型受容体の活性制御機構の解明(20H03375)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】上田 卓見 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 准教授 (20451859)
【キーワード】NMR / GPCR / Gタンパク質 / アレスチン / システム生物学 (他9件)
【概要】(1) 【b2AR および mOR の各モチーフの構造を反映する NMR シグナルの観測、帰属】 b2ARに関しては、部分重水素化およびチロシン残基の主鎖15N標識を施したb2ARのNMRスペクトルを測定して、残基数に対応する数のシグナルを観測した。各チロシン残基の変異体のスペクトルを測定して、野生型と比較することにより、モチーフ近傍に位置する3残基のシグナルを帰属することに成功した。mORに関し...
❏NTSR1-Gタンパク質複合体構造解析を突破口としたGタンパク質選択性機構の解明(19H03163)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2019-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】加藤 英明 東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (80805961)
【キーワード】クライオ電子顕微鏡 / GPCR / ニューロテンシン受容体 / Gタンパク質 / アレスチン (他7件)
【概要】ニューロテンシン受容体（NTSR1）-Gi1複合体、NTSR1-アレスチン複合体についてそのcryo-EM構造を決定し、NTSR1によるGi1タンパク質やアレスチンの認識機構や活性化機構の一端を明らかにすることに成功した。それらの結果をまとめ、学術誌Natureに2報の論文を発表するに至っている。さらに、NTSR1-GoA, Gq複合体のcryo-EM構造を決定し、Gタンパク質認識や会合における素...
【医歯薬学】薬学：Gタンパク質共役型受容体 ／膜タンパク質を含む研究件
❏多様なGPCRのシグナル伝達機構の構造生物学的解明(17H04999)
【研究テーマ】構造生物化学
【研究種目】若手研究(A)
【研究期間】2017-04-01 - 2021-03-31
【研究代表者】幸福 裕 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 助教 (80737940)
【キーワード】核磁気共鳴法 / シグナル伝達 / 膜タンパク質 / Gタンパク質共役型受容体 / 脂質二重膜 (他10件)
【概要】Gタンパク質共役型受容体（GPCR）は、様々な細胞外からの刺激に応答する膜タンパク質であり、感覚受容・神経伝達など、様々な生理機能に関与している。本研究では、タンパク質の動的な性質を原子レベルで観測可能な核磁気共鳴（NMR）法を用いて、GPCRの一種であるβ2アドレナリン受容体およびアデノシンA2A受容体の解析をおこなった。これにより、β2アドレナリン受容体が化合物依存的に、多様なシグナルを細胞内...
❏バイアスリガンドによるGPCRのシグナル伝達制御機構の解明(26893041)
【研究テーマ】物理系薬学
【研究種目】研究活動スタート支援
【研究期間】2014-08-29 - 2015-03-31
【研究代表者】幸福 裕 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 特任助教 (80737940)
【キーワード】核磁気共鳴法 / Gタンパク質共役型受容体 / 安定同位体標識 / 膜タンパク質 / 構造生物学
【概要】創薬標的分子として重要なGタンパク質共役型受容体 (GPCR) の一種であるβ2アドレナリン受容体 (β2AR) を、再構成高密度リポタンパク質（rHDL）の脂質二重膜に再構成した。これを用いて、様々な薬剤について、Gタンパク質およびアレスチンを介したシグナル伝達経路の活性化能を独立に定量するアッセイ系を構築した。 β2ARのメチオニンメチル基を13C標識し、その周囲を2H標識した試料の調製に成功...
【医歯薬学】薬学：タンパク質-タンパク質相互作用 ／膜タンパク質を含む研究件
❏二成分制御系における連鎖的シグナル伝達機構の構造生物学的解明(23790042)
【研究テーマ】物理系薬学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2011 - 2012
【研究代表者】上田 卓見 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 助教 (20451859)
【キーワード】構造生物学 / NMR / 膜蛋白質 / 転移交差飽和法 / 過渡的複合体 (他13件)
【概要】本研究では、申請者らの開発したNMR手法である交差飽和法を用いて、原核生物の走化性を制御する細胞内シグナル伝達タンパク質であるCheAとCheYの複合体が、反応部位同士が互いに近接した状態と、離れた状態の平衡状態にあることを明らかにした。これにより、CheAが、シグナル伝達に必要な二つの反応を、一つの反応部位で、両方とも効率よく進めているメカニズムが解明された。 ...
❏相互作用に基づく光合成明反応膜蛋白質と電子輸送蛋白質の高効率電子輸送機構の解明(20790029)
【研究テーマ】物理系薬学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2008 - 2009
【研究代表者】上田 卓見 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 助教 (20451859)
【キーワード】構造生物学 / 生化学 / 膜タンパク質 / 核磁気共鳴法 / 光合成名反応 (他15件)
【概要】プラストシアニン(Pc)は、膜蛋白質複合体である光化学系I(PSI)に素早く電子を輸送することにより、光合成明反応を効率良く進めている。本研究では、酸化型アナログであるカドミウム置換体(Cd-Pc)の調製法を確立して、当研究室で確立した転移交差飽和法(TCS)を用いて、Cd-PcのPSI結合部位を同定した。その結果、Pc上の銅原子の酸化に伴って、Loop1のコンフォメーションが変化することにより、...
【医歯薬学】薬学：受容体 ／膜タンパク質を含む研究件
❏ランタニドナノ粒子の光特性を利用する膜タンパク質光操作分析法の創発(18K19092)
【研究テーマ】
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2018-06-29 - 2022-03-31
【研究代表者】小澤 岳昌 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (40302806)
【キーワード】アップコンバージョン / 光操作 / ナノ粒子 / 膜タンパク質 / オプトジェネティクス (他7件)
【概要】特定の細胞膜レセプターの活性を近赤外光により操作する新たな分析法を開発した．近赤外光を吸収し青色光を放出するアップコンバージョン粒子（LNP）をマウス肝臓に滞留させることに成功した．一方，青色光で操作可能な細胞膜リセプターを独自に開発し，マウス肝臓にアデノウィルスを用いて発現させた．マウス腹部に近赤外光を照射したところ，近赤外光を吸収したLNPが肝臓内で青色光を放出し，細胞膜リセプター活性を上昇さ...
❏HSV細胞間感染受容体の同定(15K15138)
【研究テーマ】ウイルス学
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31
【研究代表者】有井 潤 東京大学, 医科学研究所, 助教 (30704928)
【キーワード】HSV / glycoprotein / 膜タンパク質 / 細胞間感染 / ウイルス (他9件)
【概要】本研究では、単純ヘルペスウイルス（HSV）による細胞間感染に焦点を当てて解析し、HSV細胞間感染を促進する宿主因子を新たに同定した。本因子は、HSV細胞感染に重要な役割を担っているウイルスタンパク質gEと会合し、gEに依存した細胞感染に必要であった。HSVは生体内においてはほとんど細胞外ウイルスを放出せず、細胞間感染に伝播を依存していると考えられている。すなわち、HSV細胞間感染の分子機構の理解は...
【医歯薬学】薬学：ABCトランスポーター ／膜タンパク質を含む研究件
❏薬剤活性向上した大環状ペプチドを開発する新規戦略(15F15333)
【研究テーマ】ケミカルバイオロジー
【研究種目】特別研究員奨励費
【研究期間】2015-11-09 - 2018-03-31
【研究代表者】菅 裕明 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (00361668)
【キーワード】Peptides / Macrocycles / membrane protein / ABC-transporter / RaPID selection (他9件)
【概要】ABC-transporters are a large class of membrane bound proteins involved in the formation of drug resistance in eukaryotes and prokaryotes, especially with regard to anti cancer drugs and antibiotics. I...
❏新規チオシアネート取り込み輸送体の機能的構築および共役活性評価(22580082)
【研究テーマ】応用微生物学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2010 - 2012
【研究代表者】荒川 孝俊 京都大学, 医学研究科, 研究員 (30523766)
【キーワード】微生物代謝 / ABCトランスポーター / 膜タンパク質 / 輸送体タンパク / チオシアネート (他9件)
【概要】ABC型膜輸送体のそれぞれのコンポーネントと相同性を持っている、チオシアネート加水分解酵素下流にコードされる4種類の遺伝子配列の翻訳産物について、実際に活性を持った輸送体として得られるかどうかを大腸菌と酵母を宿主とする組換え発現系を用いて検討した。細胞質内ヌクレオチド結合ドメインにあたる遺伝子産物は大腸菌・酵母いずれにおいても高効率に発現したのに比べ、細胞外ドメイン、細胞膜ドメインの遺伝子産物はご...
【医歯薬学】薬学：ぺプチド ／膜タンパク質を含む研究件
❏In vitro膜タンパク質阻害ペプチド創生技術の開発と応用(15K12756)
【研究テーマ】ケミカルバイオロジー
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2015-04-01 - 2017-03-31
【研究代表者】松浦 友亮 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (50362653)
【キーワード】進化分子工学 / スクリーニング / 膜タンパク質 / ペプチド / 無細胞翻訳系
【概要】本研究では、in vitroで膜タンパク質の機能を阻害するペプチドをスクリーニング可能な技術を確立し、これを大腸菌由来の多剤排出トランスポーターEmrEの輸送活性阻害ペプチドのスクリーニングに適用する事を目指した。まず、高品質な10アミノ酸からなるランダムペプチドライブラリーを構築した。次に、EmrEを阻害するペプチド配列をin vitroでスクリーニングできる技術を確立した。これらを組み合わせて...
❏薬剤活性向上した大環状ペプチドを開発する新規戦略(15F15333)
【研究テーマ】ケミカルバイオロジー
【研究種目】特別研究員奨励費
【研究期間】2015-11-09 - 2018-03-31
【研究代表者】菅 裕明 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (00361668)
【キーワード】Peptides / Macrocycles / membrane protein / ABC-transporter / RaPID selection (他9件)
【概要】ABC-transporters are a large class of membrane bound proteins involved in the formation of drug resistance in eukaryotes and prokaryotes, especially with regard to anti cancer drugs and antibiotics. I...
【医歯薬学】薬学：タンパク質 ／膜タンパク質を含む研究件
❏多様なGPCRのシグナル伝達機構の構造生物学的解明(17H04999)
【研究テーマ】構造生物化学
【研究種目】若手研究(A)
【研究期間】2017-04-01 - 2021-03-31
【研究代表者】幸福 裕 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 助教 (80737940)
【キーワード】核磁気共鳴法 / シグナル伝達 / 膜タンパク質 / Gタンパク質共役型受容体 / 脂質二重膜 (他10件)
【概要】Gタンパク質共役型受容体（GPCR）は、様々な細胞外からの刺激に応答する膜タンパク質であり、感覚受容・神経伝達など、様々な生理機能に関与している。本研究では、タンパク質の動的な性質を原子レベルで観測可能な核磁気共鳴（NMR）法を用いて、GPCRの一種であるβ2アドレナリン受容体およびアデノシンA2A受容体の解析をおこなった。これにより、β2アドレナリン受容体が化合物依存的に、多様なシグナルを細胞内...
❏初期ゴルジ品質管理機構の破綻によって生じる神経疾患の分子病態(17K08621)
【研究テーマ】医化学一般
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2017-04-01 - 2021-03-31
【研究代表者】原 太一 早稲田大学, 人間科学学術院, 教授 (00392374)
【キーワード】γセクレターゼ / Notchシグナル / 初期ゴルジ / Rer1 / 細胞膜タンパク質 (他18件)
【概要】Rer1はゴルジ体に存在し、異常なタンパク質や組み立てに失敗したタンパク質を小胞体に送り返す役割をしていることが分かっています。本研究では、Rer1が欠損するとγ-セクレターゼ複合体やその構成因子の一部がリソソームへと輸送され分解されることを示しました。Rer1をマウスの脳形成時に欠損させると、脳内のγ-セクレターゼ量が減少することにより神経幹細胞の増殖や維持に働くNotchシグナルが低下し、神経...
❏P型ATPaseによる能動輸送機構の構造的解明(16H02499)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】豊島 近 東京大学, 定量生命科学研究所, 教授 (70172210)
【キーワード】イオンポンプ / 膜蛋白質 / 結晶解析 / エネルギー変換 / 構造生物学 (他7件)
【概要】本研究は、イオン能動輸送機構の完全な理解を第一の目標とし、特に、既に10の中間状態の構造決定に成功しているCa2+ポンプを対象に、イオンポンプは「どうしてそういう構造をとる必要があるのか」を追求した。イオン通路のゲート残基の変異体の結晶構造からプロトンの対向輸送の意義を解明し、Ca2+非存在下でATPを結合した状態の結晶から、ATPのみで起こる構造変化を明らかにした。さらに、4状態のCa2+ポンプ...
【医歯薬学】薬学：阻害剤 ／膜タンパク質を含む研究件
❏薬剤活性向上した大環状ペプチドを開発する新規戦略(15F15333)
【研究テーマ】ケミカルバイオロジー
【研究種目】特別研究員奨励費
【研究期間】2015-11-09 - 2018-03-31
【研究代表者】菅 裕明 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (00361668)
【キーワード】Peptides / Macrocycles / membrane protein / ABC-transporter / RaPID selection (他9件)
【概要】ABC-transporters are a large class of membrane bound proteins involved in the formation of drug resistance in eukaryotes and prokaryotes, especially with regard to anti cancer drugs and antibiotics. I...
❏特殊環状ペプチドライブラリとヒト培養細胞株を用いた細胞表面分子標的医薬の探索(24681047)
【研究テーマ】ケミカルバイオロジー
【研究種目】若手研究(A)
【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31
【研究代表者】加藤 敬行 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (90567760)
【キーワード】膜タンパク質 / ペプチド医薬 / RaPIDディスプレイ / 翻訳 / 遺伝暗号リプログラミング (他13件)
【概要】本研究では、膜タンパク質等の細胞表面分子を標的とする特殊環状ペプチド医薬の探索手法の確立を行った。通常、ランダムペプチドライブラリを用いたin vitro display法では磁気ビーズ上に固定化した標的分子をペプチドライブラリに提示させるが、標的が膜タンパク質の場合には精製・可溶化が困難なため磁気ビーズに固定できないケースが多い。そこで本研究では、膜タンパク質を発現した培養細胞株やバキュロウィル...
【医歯薬学】薬学：がん ／膜タンパク質を含む研究件
❏膜型プロテアーゼの基質分解産物に着目したがん特異的に発現するバイオマーカーの解析(17K09027)
【研究テーマ】病態検査学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31
【研究代表者】越川 直彦 地方独立行政法人神奈川県立病院機構神奈川県立がんセンター(臨床研究所), 臨床研究所, 部長 (70334282)
【キーワード】膵癌 / プロセシング / MT1-MMP / HB-EGF / EphA2 (他16件)
【概要】膵がんの早期診断法は確立されていない。本研究では、膵がんの悪性化に重要なMT1-MMPとその基質のプロセシングに着目し、MR1-MMP基質のプロセシング断片を指標とした新たな膵がん診断法の開発を行った。今回の検討において、2種類のMT1-MMP基質であるシグナル膜蛋白質断片に対するELISA定量測定系を作製した。活性型HB-EGF断片に対する検出感度は十分ではなく、さらなる改良を必要とした。また、...
❏細胞からリポソームへの膜蛋白質の転移に関する研究(02453099)
【研究テーマ】高分子物性・高分子材料
【研究種目】一般研究(B)
【研究期間】1990 - 1991
【研究代表者】砂本 順三 京都大学, 工学部, 教授 (80037811)
【キーワード】膜タンパク質 / リポソーム / 人工境界脂質 / リポソームワクチン / 癌 (他10件)
【概要】近年のタンパク質化学の目覚ましい進展に伴い、タンパク質群の構造および機能解析は著しく進んだ。しかし、その殆んどは可溶性タンパク質についてであり、細胞膜タンパク質に関しては非常に遅れているのが現状である。本研究では、リポソームと生細胞を混合すると、細胞表層の膜タンパク質がリポソーム側に温和な条件下に転移してくることに着目し、この手法を細胞膜タンパク質の機能解明に巾広く利用する目的で種々の検討を行なっ...
【医歯薬学】薬学：神経細胞 ／膜タンパク質を含む研究件
❏神経細胞識別機構の分子生物学的解析(04454026)
【研究テーマ】動物発生・生理学
【研究種目】一般研究(B)
【研究期間】1992 - 1993
【研究代表者】藤澤 肇 名古屋大学, 理学部, 教授 (60079689)
【キーワード】神経細胞 / 細胞識別 / 膜分子 / cDNAクローニング / 細胞接着 (他13件)
【概要】神経細胞間の特異的な結合は、神経細胞表面膜分子を媒介にした細胞識別がその基礎となって形成されると考えられる。本研究では、アフリカツメガエル神経系に発現する膜蛋白質プレキシン(plexin:従来名B2)の機能を明らかにするため、以下の2点について解析した。 1、アフリカツメガエル網膜におけるプレキシンの発現動態と機能の解析:プレキシン特異モノクローナル抗体MAbB2による免疫組織化学的な解析を行い、...
❏神経系細胞に発現する新しいチロシンキナーゼのcDNAクローニングと機能解析(04670204)
【研究テーマ】実験病理学
【研究種目】一般研究(C)
【研究期間】1992 - 1993
【研究代表者】高橋 雅英 名古屋大学, 医学部, 講師 (40183446)
【キーワード】神経細胞 / 神経堤細胞 / チロシンキナーゼ / 膜蛋白
【概要】マウス胎児神経管由来の細胞株(C3KSP)とretがん遺伝子導入トランスジェニックマウスに発生したmelanocytic tumor由来の細胞株(Mel-ret)中に存在するチロシン燐酸化蛋白の解析を行った。その結果、前者では160kDa、後者では85kDaのチロシン燐酸化の著明な蛋白が存在することが判明した。抗燐酸化チロシン抗体で両細胞の抽出物を免疫沈降後、kinase assayを行うと160...
【医歯薬学】薬学：薬学 ／膜タンパク質を含む研究件
❏多様なGPCRのシグナル伝達機構の構造生物学的解明(17H04999)
【研究テーマ】構造生物化学
【研究種目】若手研究(A)
【研究期間】2017-04-01 - 2021-03-31
【研究代表者】幸福 裕 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 助教 (80737940)
【キーワード】核磁気共鳴法 / シグナル伝達 / 膜タンパク質 / Gタンパク質共役型受容体 / 脂質二重膜 (他10件)
【概要】Gタンパク質共役型受容体（GPCR）は、様々な細胞外からの刺激に応答する膜タンパク質であり、感覚受容・神経伝達など、様々な生理機能に関与している。本研究では、タンパク質の動的な性質を原子レベルで観測可能な核磁気共鳴（NMR）法を用いて、GPCRの一種であるβ2アドレナリン受容体およびアデノシンA2A受容体の解析をおこなった。これにより、β2アドレナリン受容体が化合物依存的に、多様なシグナルを細胞内...
❏GPCRの、バイアスを含むシグナル制御機構の構造生物学的解明(25460033)
【研究テーマ】物理系薬学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31
【研究代表者】上田 卓見 東京大学, 薬学研究科(研究院), 助教 (20451859)
【キーワード】GPCR / NMR / 膜タンパク質 / 構造生物学 / 膜蛋白質 (他8件)
【概要】NMRシグナルの感度を従来法の 5 倍以上とする、昆虫細胞発現系で重水素化したタンパク質を調製する手法を開発した。加えて、重水素化を施した上で、rHDLの脂質二重膜中に再構成したb2ARを調製して、各種リガンド結合状態のNMRスペクトルを取得することにも成功した。その結果、rHDL中では、活性型の量比がミセル中より多く、交換速度がミセルにおける値の数分の一であることが示された。 さらに、アレスチン...
【医歯薬学】薬学：構造生物学 ／膜タンパク質を含む研究件
❏中区分43:分子レベルから細胞レベルの生物学およびその関連分野(0)
【研究テーマ】2019
【研究種目】構造生物学
【研究期間】イオンポンプ
【研究代表者】カルシウムポンプ
【キーワード】ナトリウムポンプ
【概要】
❏膜蛋白質結晶中の脂質二重膜の可視化技術の開発(20K20376)
【研究テーマ】
【研究種目】挑戦的研究(開拓)
【研究期間】2020-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】豊島 近 東京大学, 定量生命科学研究所, 特任教授 (70172210)
【キーワード】脂質二重膜 / X線結晶解析 / 膜蛋白質 / 結晶 / 結晶解析 (他7件)
【概要】膜蛋白質の真の構造生物学を目指し、「脂質二重膜からプロトンまで」の全てを可視化する技術の開発に取り組んでいる。第一の目標は膜蛋白質結晶中の脂質二重膜の可視化であり、具体的課題は分解能10Åよりも低角の反射点の位相決定である。溶媒コントラスト変調法の拡張と多重同型置換法、その両者の組み合わせの適用を考え、技術開発とデータ収集を行った。さらに、中性子回折への発展を考え、膜蛋白質の大型結晶の作製技術の開...
❏P型ATPaseによる能動輸送とその制御機構の構造生物学(19H00975)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2019-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】豊島 近 東京大学, 定量生命科学研究所, 特任教授 (70172210)
【キーワード】構造生物学 / イオンポンプ / カルシウムポンプ / ナトリウムポンプ / 膜蛋白質 (他7件)
【概要】本研究は、P型ATPase（ポンプ）による能動輸送機構を原子構造に基づいて解明し、究極的には「何故そういう構造が必要なのか」「構造変化を起こす（或いは妨げる）機構はどのようなものか」を理解することを目指している。 最も研究が進んでいる筋小胞体Ca2+ポンプに関しては、特に生理的濃度のCa2+存在下低pHでの結晶構造の解析を進めた。これまでに得られたE1・2Ca2+状態の構造は高濃度（10-100 ...
【医歯薬学】薬学：バイオテクノロジー ／膜タンパク質を含む研究件
❏計算機デザインと進化分子工学による新規人工膜タンパク質の創生(17H00888)
【研究テーマ】ケミカルバイオロジー
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2017-04-01 - 2021-03-31
【研究代表者】松浦 友亮 東京工業大学, 地球生命研究所, 教授 (50362653)
【キーワード】膜タンパク質 / リポソーム / 進化分子工学 / 人工細胞 / 無細胞タンパク質合成系 (他12件)
【概要】自然界が進化によって探索した配列空間はほんの一部である。合理的デザインにより、現在までに可溶性タンパク質については、未開拓配列空間に多くの構造・機能を持つ人工タンパク質が存在することが明らかになってきた。本研究では、膜タンパク質でも機能・構造を持つ人工膜タンパク質を持つ分子が存在すること示した。具体的には、2 nmのポアを持つ人工膜タンパク質を設計し、その機能を人工細胞リアクターを用いて明らかにし...
❏リポソームから毛を生やす(26630426)
【研究テーマ】生物機能・バイオプロセス
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31
【研究代表者】堀 克敏 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (50302956)
【キーワード】リポソーム / ナノファイバー / 膜タンパク質 / ナノバイオ / バイオテクノロジー (他6件)
【概要】本研究の目的は、Acinetobacter sp. Tol 5細胞上の接着性ナノファイバータンパク質AtaAをリポソーム内部で合成し、表面に生やすことである。我々は、AtaAの基本構造を損なわずに正しくフォールディングされる縮小版ataAの遺伝子を作成し、無細胞タンパク質合成系でのポリペプチド鎖の合成を確認した。次に、縮小ataA遺伝子を細胞サイズのジャイアント・シングルラメラ・リポソーム内部で発...
【医歯薬学】看護学：ウイルス ／膜タンパク質を含む研究件
❏ウイルス様粒子を新規材料とした膜タンパク質結合RNAアプタマー創製法の開発(17K20087)
【研究テーマ】人間医工学およびその関連分野
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2017-06-30 - 2019-03-31
【研究代表者】高橋 理貴 東京大学, 医科学研究所, 特任准教授 (00549529)
【キーワード】アプタマー / 膜タンパク質 / virus-like particle / ウイルス様粒子 / RNAアプタマー (他9件)
【概要】ウイルス様粒子（virus-like particle, VLP）で生理的構造を維持した膜タンパク質を標的とした新規のアプタマー創製技術の確立に成功した。モデル標的として、重要な創薬標的である数種のGタンパク質共役型受容体（GPCR）を選定し当該技術の最適化と高度化を図った。その結果、GPCRの機能を阻害するアンタゴニストに加えパーシャルアゴニストの取得にも成功し、VLPを活用した膜タンパク質に対...
❏B型肝炎ウイルスの感染機構の構造基盤(16K18866)
【研究テーマ】物理系薬学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2016-04-01 - 2018-03-31
【研究代表者】横川 真梨子 慶應義塾大学, 薬学部(芝共立), 助教 (60648020)
【キーワード】HBV / 溶液NMR / B型肝炎ウイルス / NMR / 構造生物学 (他9件)
【概要】B型肝炎ウイルス（HBV）の感染により発症する慢性B型肝炎は、肝癌や肝硬変のリスク因子である。現在の治療薬は核酸アナログとインターフェロンのみであり、ウイルスを排除できないことが問題である。そこで本研究では、HBV感染の構造メカニズムを明らかにし、治療薬創製の構造基盤を得ることを目指した。 感染に重要なHBVの外殻タンパク質であるpreS、preS1、preS2の大量調製法を確立し、NMRシグナル...
❏HSV細胞間感染受容体の同定(15K15138)
【研究テーマ】ウイルス学
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31
【研究代表者】有井 潤 東京大学, 医科学研究所, 助教 (30704928)
【キーワード】HSV / glycoprotein / 膜タンパク質 / 細胞間感染 / ウイルス (他9件)
【概要】本研究では、単純ヘルペスウイルス（HSV）による細胞間感染に焦点を当てて解析し、HSV細胞間感染を促進する宿主因子を新たに同定した。本因子は、HSV細胞感染に重要な役割を担っているウイルスタンパク質gEと会合し、gEに依存した細胞感染に必要であった。HSVは生体内においてはほとんど細胞外ウイルスを放出せず、細胞間感染に伝播を依存していると考えられている。すなわち、HSV細胞間感染の分子機構の理解は...
【医歯薬学】看護学：脂質 ／膜タンパク質を含む研究件
❏逆行輸送小胞による選別輸送のメカニズム(23580105)
【研究テーマ】応用微生物学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2011 - 2013
【研究代表者】野田 陽一 東京大学, 農学生命科学研究科, 助教 (90282699)
【キーワード】微生物機能 / 小胞輸送 / ゴルジ体 / ER / 出芽酵母 (他9件)
【概要】合成された蛋白質が細胞内輸送経路によりオルガネラに正しく局在化されることは細胞の生存にとって必須のプロセスである．ER, ゴルジ体における選別輸送の機構を明らかにするために，非常に優れた真核モデル微生物である出芽酵母を用いて，遺伝学的，生化学的な解析を行った．我々がゴルジ体に見いだしたSvp26, Erv41-Erv46複合体のERからの蛋白質の搬出レセプターとしての機能を解析し，新たな積み荷蛋白...
❏マイクロ流路のプラグ流集積による脂質二分子膜アレイの形成と計測(23710146)
【研究テーマ】マイクロ・ナノデバイス
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2011 - 2012
【研究代表者】西迫 貴志 東京工業大学, 精密工学研究所, 助教 (10431983)
【キーワード】ナノバイオ / マイクロ・ナノデバイス / 流体工学 / 脂質二分子膜 / マイクロ流路 (他8件)
【概要】本研究では，基板上に作製した微細な流路（マイクロ流路）の分岐構造を利用した，脂質二分子平面膜の作製および電気生理計測に関する研究を行った．マイクロ流路のT字，十字といった分岐構造を利用してナノリットルオーダの電解質水溶液の液滴を脂質を含む有機相中に連続生成し，流路下流域において有機相のみを選択的に吸引・除去することで，水滴同士を互いに接触させ，脂質平面膜の並列構造を作製することができた．さらにマイ...
【医歯薬学】看護学：ゲノム ／膜タンパク質を含む研究件
❏細胞と同等の成分を持つ人工細胞の高機能化による生命構成の必要条件解明(26650044)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31
【研究代表者】藤原 慶 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 助教 (20580989)
【キーワード】合成生物学 / 人工細胞 / 膜タンパク質 / ゲノム / 無細胞転写翻訳 (他10件)
【概要】本研究では人工細胞を生細胞に近づけその性質を解析することで、生命を構成するために必要な条件を明らかにするための基盤を構築することを目的とした。この試みを通し、細胞分裂面を決定するタンパク質局在波の人工細胞内における起動条件を見出した。また、生細胞と同様に多種多様の膜タンパク質を保持した人工細胞の構築を目的とした新規人工細胞融合法の開発と、ゲノムDNAを無細胞系によって機能的に転写翻訳する系の確立、...
❏細胞内寄生植物病原細菌のポストゲノミクス(16108001)
【研究テーマ】植物病理学
【研究種目】基盤研究(S)
【研究期間】2004 - 2008
【研究代表者】難波 成任 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (50189221)
【キーワード】細胞内寄生 / ポストゲノム / 宿主特異性 / 病原性 / ファイトプラズマ (他14件)
【概要】細胞内寄生性植物病原細菌の一種であるファイトプラズマをターゲットとし、そのゲノム配列にもとづいたポストゲノミクス解析を多方面から行った。その結果、ファイトプラズマの宿主特異性を決定している分子メカニズムの解明に成功し、またファイトプラズマが持つ新規な病原性因子の単離にも成功した。 ...
【医歯薬学】看護学：抗体 ／膜タンパク質を含む研究件
❏細胞表面抗原特異的ヒト抗体の網羅的選択・調製と応用(14704006)
【研究テーマ】生物・生体工学
【研究種目】若手研究(A)
【研究期間】2002 - 2004
【研究代表者】津本 浩平 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (90271866)
【キーワード】細胞表面抗原 / 抗体 / 相互作用 / がん細胞 / ファージディスプレイ (他15件)
【概要】本研究では、申請者が技術基盤を構築してきた、ヒト抗体の安定かつ高効率な人工選択・調製システムを最大限に生かして、細胞表面抗原に対するヒト抗体の網羅的作製のための技術基盤構築を目指すと同時に、ポストゲノム研究で重要な側面を持つ、膜蛋白質を中心とした蛋白質構造・機能評価系への展開と応用を図ることを目的としている。本年度の成果は以下の通りである。 1、細胞を使ったヒト抗体の選択 遺伝子の多様性創出に、試...
❏蛋白質の機能構造研究のためのX線結晶解析法の迅速高精度化(06305006)
【研究テーマ】広領域
【研究種目】総合研究(A)
【研究期間】1994 - 1995
【研究代表者】佐藤 能雅 東京大学, 薬学部, 教授 (30150014)
【キーワード】蛋白質 / X線結晶解析 / 蛋蛋白質 / 糖蛋白質 / 抗体 (他15件)
【概要】蛋白質の機能の解明と応用の研究を進展させるため、蛋白質の三次元構造の研究の分担を通じ、X線結晶解析の方法の新展開と、蛋白質の機能構造の迅速な研究体制の構築を本研究の目的とした。 平成6〜7年度の計画として、1 アミノ酸改変蛋白質、2 各種プロテアーゼとその阻害剤との複合体、3 アミラーゼ等とその阻害蛋白質、4 核酸および核酸を認識する蛋白質、5 抗原を認識する抗体と抗原複合体 6 膜蛋白質、結晶化...
【医歯薬学】看護学：薬剤耐性 ／膜タンパク質を含む研究件
❏三者複合体形成型ABC輸送体MacBによる基質輸送機構の解明(18K06079)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】岡田 有意 東京工業大学, 生命理工学院, 助教 (20507181)
【キーワード】構造生物化学 / X線結晶構造解析 / ABC輸送体 / 膜蛋白質 / 薬剤耐性 (他9件)
【概要】本研究では、ATPを利用して基質を能動輸送するATP-binding cassette（ABC）輸送体のうち、外膜チャネルと膜融合蛋白質と複合体を形成して基質の輸送を行う三者複合体形成型輸送体MacBについて、その基質輸送機構を解明することを目的とした。2017年に我々は分解能3.4オングストロームでMacBの結晶構造を明らかにしたが、本研究では新たに別のMacBホモログで分解能2.0オングストロ...
❏膜外コンポーネントと共役して機能する新奇ABC輸送体の構造機能解析(18H02386)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2018-04-01 - 2021-03-31
【研究代表者】村上 聡 東京工業大学, 生命理工学院, 教授 (30300966)
【キーワード】構造生物学 / X線結晶構造解析 / 膜輸送 / 膜蛋白質 / 薬剤耐性 (他7件)
【概要】新しいMacBホモログの高解像度での構造解析を完了した。これは2017年に我々が報告したものと比べ、重要な構造変化が観られた。既知の構造情報、さらに、RND型輸送体の知見も併せ、基質をペリプラズムで捉えて、外膜チャネルを介して輸送する三者複合体形成型輸送体複合体に特徴的な基質輸送機構であることが分かり、それをperiplasmic alternating access mechanismと名付け、...
【医歯薬学】看護学：薬物動態 ／膜タンパク質を含む研究件
❏有機分子の排出にかかわる膜輸送体の構造生物学(17H03640)
【研究テーマ】構造生物化学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31
【研究代表者】石谷 隆一郎 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任教授 (90361568)
【キーワード】Ｘ線結晶構造解析 / 膜タンパク質 / 多剤耐性菌 / 薬物動態 / 結晶構造解析 (他8件)
【概要】生体は常に有毒な有機分子にさらされているが、細胞は防御策としてこれらを排出する機構を有している。この排出機構の分子実体は膜タンパク質である「排出輸送体」である。本研究では有機分子の排出機構に着目し、多剤排出輸送体MATEの構造解析を行った。 真核生物由来MATEに関しては，昨年度、シロイヌナズナ由来MATE輸送体AtDTX14の外向き開状態の構造を決定し、構造に基づいた変異体解析を行い、輸送機構を...
❏多剤排出輸送体の構造生物学(25291011)
【研究テーマ】構造生物化学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2013-04-01 - 2017-03-31
【研究代表者】石谷 隆一郎 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (90361568)
【キーワード】X線結晶構造解析 / 膜蛋白質 / 多剤耐性菌 / 膜輸送体 / Ｘ線結晶構造解析 (他7件)
【概要】多剤排出輸送体は，多様な薬剤を認識し排出することで薬物耐性細胞出現の原因となっている．この幅広い薬剤に対する認識・排出機構の理解は，創薬の観点からも重要である．しかし，膜蛋白質の構造解析は困難であり，近年いくつかの多剤排出輸送体の構造が解明されたが，分解能の低さのため，基質認識など生物学的に重要な点が依然不明のままである．本研究では，多剤排出輸送体として同定され，その後の研究により芳香族アミノ酸も...
【医歯薬学】看護学：相互作用 ／膜タンパク質を含む研究件
❏高浸透圧センシングの分子機構解明(16H04761)
【研究テーマ】機能生物化学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】舘林 和夫 東京大学, 医科学研究所, 准教授 (50272498)
【キーワード】高浸透圧 / 酵母 / MAP kinase経路 / センサー / シグナル伝達 (他17件)
【概要】細胞が高浸透圧を感知する分子機構を明らかにするため、酵母の高浸透圧応答に働くHog1 MAPキナーゼ(MAPK)経路の高浸透圧センサーの研究を行い、Hog1経路には膜タンパク質型と非膜タンパク質型の高浸透圧センサーの存在することを明らかにした。前者については、高浸透圧感知・応答に必要な複数のセンサー膜タンパク質の複合体形成について、その相互作用部位を同定することに成功した。後者については、細胞質内...
❏細胞表面抗原特異的ヒト抗体の網羅的選択・調製と応用(14704006)
【研究テーマ】生物・生体工学
【研究種目】若手研究(A)
【研究期間】2002 - 2004
【研究代表者】津本 浩平 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (90271866)
【キーワード】細胞表面抗原 / 抗体 / 相互作用 / がん細胞 / ファージディスプレイ (他15件)
【概要】本研究では、申請者が技術基盤を構築してきた、ヒト抗体の安定かつ高効率な人工選択・調製システムを最大限に生かして、細胞表面抗原に対するヒト抗体の網羅的作製のための技術基盤構築を目指すと同時に、ポストゲノム研究で重要な側面を持つ、膜蛋白質を中心とした蛋白質構造・機能評価系への展開と応用を図ることを目的としている。本年度の成果は以下の通りである。 1、細胞を使ったヒト抗体の選択 遺伝子の多様性創出に、試...
【医歯薬学】看護学：シグナル伝達 ／膜タンパク質を含む研究件
❏多様なGPCRのシグナル伝達機構の構造生物学的解明(17H04999)
【研究テーマ】構造生物化学
【研究種目】若手研究(A)
【研究期間】2017-04-01 - 2021-03-31
【研究代表者】幸福 裕 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 助教 (80737940)
【キーワード】核磁気共鳴法 / シグナル伝達 / 膜タンパク質 / Gタンパク質共役型受容体 / 脂質二重膜 (他10件)
【概要】Gタンパク質共役型受容体（GPCR）は、様々な細胞外からの刺激に応答する膜タンパク質であり、感覚受容・神経伝達など、様々な生理機能に関与している。本研究では、タンパク質の動的な性質を原子レベルで観測可能な核磁気共鳴（NMR）法を用いて、GPCRの一種であるβ2アドレナリン受容体およびアデノシンA2A受容体の解析をおこなった。これにより、β2アドレナリン受容体が化合物依存的に、多様なシグナルを細胞内...
❏高浸透圧センシングの分子機構解明(16H04761)
【研究テーマ】機能生物化学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】舘林 和夫 東京大学, 医科学研究所, 准教授 (50272498)
【キーワード】高浸透圧 / 酵母 / MAP kinase経路 / センサー / シグナル伝達 (他17件)
【概要】細胞が高浸透圧を感知する分子機構を明らかにするため、酵母の高浸透圧応答に働くHog1 MAPキナーゼ(MAPK)経路の高浸透圧センサーの研究を行い、Hog1経路には膜タンパク質型と非膜タンパク質型の高浸透圧センサーの存在することを明らかにした。前者については、高浸透圧感知・応答に必要な複数のセンサー膜タンパク質の複合体形成について、その相互作用部位を同定することに成功した。後者については、細胞質内...
❏薬理学的に重要なGPCRのシグナルバイアスの構造生物学的解析(15K18843)
【研究テーマ】物理系薬学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2015-04-01 - 2017-03-31
【研究代表者】幸福 裕 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 特任助教 (80737940)
【キーワード】構造生物学 / NMR / 膜タンパク質 / シグナル伝達 / GPCR
【概要】Gタンパク質共役型受容体(GPCR)のリガンドには、Gタンパク質とアレスチンを介したシグナル伝達経路の一方を選択的に活性化するものが知られており、この現象を「シグナルバイアス」と呼ぶ。本研究では、薬理学的に重要なGPCRについて、メチオニンメチル基に由来するNMRシグナルを、通常のリガンドが結合した状態とバイアスリガンドが結合した状態で解析した。その結果、GPCRは不活性型構造に加えて複数の活性型...
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