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研究・教育

研究室メンバー集合写真

原子レベル・分子レベルで
タンパク質の動きを解明

生命現象には様々なタンパク質などが関わっています。
これらが織りなすダイナミックな構造変化に起因する分子メカニズムを原子レベルで明らかとすべく,新たな研究手法を組み合わせた構造生物学的解析による研究を行なっています。
現在は,タンパク質や小分子の輸送などを中心に解析しています。

主な研究内容

X線結晶構造解析・クライオ電子顕微鏡単粒子解析の技術革新によって、次々と生体分子の構造が決定される時代となりました。
私たちは基本的な生命現象を精密に理解するために、積極的に動的構造解析など最新の研究手法も取り入れながら、構造生物学的解析による基盤研究を進めています。

図1 図1

Sec膜タンパク質複合体の
作動機構を原子レベルで可視化

図はタンパク質輸送を駆動するモータータンパク質SecDFの2形態構造です。このようなフォールディングチェンジを伴った劇的な構造変化と機能発現について研究しています。

図2 図2

輸送体などの
緻密なメカニズムの解明

輸送体は膜を隔てて薬剤などの物質の取り込み・排出、情報伝達、エネルギー合成等を行っています。それらの分子機構を詳細に解明しています。

図3 図3

最新の技術を用いた解析

タンパク質の動態を明らかとすべく、PiXie 法を用いた生体内タンパク質動態解析(図)、高速原子間力顕微鏡による1ユニット動態観察や高性能のクライオ電子顕微鏡など最新の技術を用いた解析も積極的に取り入れ研究を進めています。

新着情報

チオ硫酸イオン輸送に関わるYeeE-YeeD複合体の構造と機能を報告しました。
バクテリアでチオ硫酸イオンを選択輸送するYeeEとYeeDの機能連携、YeeDの酵素活性について詳しく調べています。バクテリアは、無機硫黄を取り込み有機物に変換することができ、地球の硫黄循環に寄与しています。
Ikei et al. PLoS Biol. 22, e3002601 (2024)
架橋実験を用いた生きた大腸菌細胞中のタンパク質輸送中間体の相互作用解析方法を発表しました。
大腸菌のBepAはβバレル型外膜タンパク質の組み込み装置BAM複合体近傍で、外膜タンパク質LptDの成熟中間体と直接相互作用し、正常なLptDの成熟化を促進し、異常なLptDの分解を行います。本プロトコールでは、化学架橋実験とin vivo光架橋実験を組み合わせることで、BAM複合体により外膜へと組み込まれている途上のLptD中間体がBepAと相互作用する状態を捉えることが可能な手法を紹介しています。
Miyazaki and Akiyama. STAR Protocols 4, 102178 (2023)
竹田助教らがSAM複合体によるβバレル構造形成の仕組みを明らかにしました。
[Takeda et al., NSMB (2023)]はこちら
タンパク質膜透過に関わる新規因子YfgMの機能・構造を解析しました。
[Miyazaki et al., JBC (2022)]はこちら
ペプチド融合タンパク質を用いた微小管「超」構造体の構築に初めて成功
〜分子ロボットなどのナノ材料への応用や繊毛・鞭毛の形成原理の解明に期待〜
バイオサイエンス領域[研究成果の紹介]はこちら
SCIENCE ADVANCES[Inaba et al., Sci. Adv.(2022)]はこちら
Lipid II フリッパーゼ MurJ の Squeezed 型を見つけました。
[Kohga et al., Structure (2022)]はこちら
タバコのニコチンMATEの構造解析がアクセプトになりました。
[Tanaka et al., FEBS Letters (2021)]はこちら
ナノ粒子のクライオ電子線トモグラフィーによる解析に協力しました。
[Sheibani et al., Nat. Commun. (2021)]はこちら
シャペロン・プロテアーゼ BepA の機能解析に協力しました。
[Daimon et al., PNAS (2020)]はこちら
チオ硫酸の輸送を担う膜タンパク質YeeEの機能と構造の論文を報告しました。
[Tanaka et al., Sci. Adv. (2020)]はこちら
繊毛の中心対複合体の構築に質量分析で迫りました。
[Dai, Ichikawa et al., BPPB (2020)]はこちら
ダブレット微小管のインナージャンクション領域の構築を明らかにしました。
[Khalifa, Ichikawa et al., eLife (2020)]はこちら
MPIase と YidC の論文に協力しました。
[Sasaki et al., JBC (2019)]はこちら
甲賀 栄貴 助教 が加わりました。
甲賀 栄貴 助教 詳細ページへ
学術変革 B「メガ生命深化動態」 のページができました。
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学術変革Bに「メガ生命深化動態」で採択になりました。
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宮崎 亮次 助教 が加わりました。
宮崎 亮次 助教 詳細ページへ
市川助教が,さきがけ研究者になりました。テーマは「繊毛の運動機構の原子レベルでの解明」です。
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生化学にて「SecDFのみにれびゅう」。
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M2 竹内 梓 が第15回トランスポーター研究会年会にて「優秀口頭発表賞」を受賞しました。
詳細はこちら
YeeE のX線回折実験のデータを公開しました。業績一覧のDiffraction Data のリンクからアクセスしてください。
研究業績ページへ
Tanaka et al. Sci. Adv. 6, eaba7637 (2020).のプレスリリースです。
詳細はこちら
学生1名が学位をとりました。
博士号取得者一覧へ
ナノディスク高速AFM観察について,野口研究所時報で解説しました。
詳細はこちら

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