九州大学 生体防御医学研究室 構造生物学分野 TRUE COMBINATION OF XRAY,NWR AND EM FOR STURUCTURAL BIOLOGY

参加プロジェクト紹介

新学術領域

動的構造生命科学を拓く
新発想測定技術
-タンパク質が動作する姿を活写する-

Novel Measurement techniques for visualzing
'live' protein molecules at work
期間: 2014 ~ 2019
公式ページ http://ugoku-tanpaku.jp/

概 要

構造生物学の既存の測定手法は、タンパク質の形の時間変化に十分に対処できていません。そこで、本新学術領域では、タンパク質分子が生きて動作している状態を働いている現場(in situ)で活写する測定方法の開発を独創的な発想に基づいて行います。核磁気共鳴法(NMR)と原子間力顕微鏡(AFM)の2つの手法が中心ですが、これらに限定されません。 本領域の特徴は計画班だけで研究活動が閉じていないことにあります。新測定手法の開発を進めるだけでなく、公募班員と共に新測定手法を様々な研究対象に広く適用することが領域の目標達成の鍵です。

A01
渡的に形成されるタンパク質複合体の動的構造測定技術
A02
細胞環境下でのタンパク質分子の動的構造測定技術
A03
新規動的構造測定技術の検証と応用
組 織

領域代表者 神田大輔(九州大学生体防御医学研究所・教授)
計画研究者 安藤敏夫(金沢大学数物科学系・教授)
計画研究者 白川昌宏(京都大学工学研究科・教授)
計画研究者 西田紀貴(東京大学薬学系研究科・准教授)
計画研究者 杉田有治(理化学研究所・主任研究員)
計画研究者 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)
研究分担者 甲斐荘正恒(首都大学東京理学系研究科・客員教授)
研究分担者 Tama Florence (理化学研究所・研究ユニットリーダー → 名古屋大学理学研究科・教授)

公募研究者(第1期平成27年度から2年間)29名
内訳はA01班12名、A02班7名、A03班10名。年齢構成は30代が9名、40代が16名、その他が4名です。また、女性が3名です。

公募研究者(第2期平成29年度から2年間)29名
内訳はA01班9名、A02班10名、A03班10名。年齢構成は30代が11名、40代が12名、その他が6名です。また、女性が5名です。

関連組織(九州大学) 動的構造生命科学研究センター

参加プロジェクト紹介(過去)

グローバルCOE

個体恒常性を担う細胞運命の決定
とその破綻

Cell-fate Decision: Function and
Dysfunction in Homeostasis
期間: 2007 ~ 2011
公式ページ http://vsb.bmr.kyushu-u.ac.jp/GCOE/

概 要

本プログラムは平成14年度より5年間,九州大学において遂行された21世紀COEプログラム「統合生命科学ーポストゲノム時代の生命高次機能の探求」(代表:藤木幸夫)の成果と個体恒常性維持の概念を融合・発展させ,「個体恒常性を担う細胞運命の決定のメカニズム解明と幹細胞生物学としての医療応用の基礎構築」に関する新しい世界最高水準の教育研究拠点を形成することを目的としています.

組 織

拠点リーダー 九州大学大学院システム生命科学府 教授 藤木 幸夫
九州大学大学院システム生命科学府 5名
九州大学医学系学府 10名

タスク

グループメンバーに立体構造決定を含めた構造生物学的な助言や協力、共同研究を行う.ポストゲノムセンターの1つである構造生物学部門を運営する.

ターゲットタンパク研究プロジェクト

ターゲットタンパク(1)

全体のホームページ: http://www.tanpaku.org
-神経細胞死に関与する活性酸素発生源の解明と構造生物学的手法を駆使した阻害剤創成-
期間: 2007 ~ 2011

概 要

神経変性疾患の解明と治療法開発には、神経細胞死の分子・原子レベルでの理解が不可欠である。神経細胞死の誘導に活性酸素が深く関与していることが知られており、活性酸素の主要な発生源としてNox(NADPH oxidase)ファミリーがある。ヒトNoxファミリーにはNox1~Nox5の5分子種が含まれるが、これらは神経細胞に加えて、ミクログリア、脳血管内皮細胞などに高発現しており、パーキンソン病における神経細胞死の誘導に関与すると考えられている。本研究は、Noxファミリーによる活性酸素生成機構を立体構造の視点に基づいて解明し、Noxに対する特異的な阻害剤を創成することによって、神経変性疾患の治療薬開発の基盤形成に寄与しようというものである。本研究の代表者と分担者は、10年以上に渡って共同研究を行い、特に先のタンパク3000プロジェクトにおいて、Nox2の構造生物学に関する成果を挙げてきた。その実績をもとに本研究を展開する。

組 織

住本英樹 教授 九州大学生体防御医学研究所(代表)
稲垣冬彦 教授 北海道大学大学院薬学研究科(分担)
神田大輔 教授 九州大学生体防御医学研究所(分担)

ターゲットタンパク研究プロジェクト

ターゲットタンパク(2)

全体のホームページ: http://www.tanpaku.org
-タンパク質構造に立脚したDOCK2シグナル伝達機構の解明と創薬研究への応用-
期間: 2007 ~ 2011

概 要

免疫系は生体にとって感染に対する必須の防御機構であるが、一方、免疫応答したための病態、例えば自己免疫疾患・移植片拒絶は、現代医学が解決すべき問題としてクローズアップされている。 CDMファミリーは線虫から哺乳類に至るまで保存された分子で、低分子量Gタンパク質の上流で機 能することで細胞骨格の制御に関わっている。申請者は、免疫系特異的に発現するCDMファミリー 分子としてDOCK2を同定し、この分子がリンパ球の遊走や活性化に不可欠なRac活性化分子であ り、その欠損によりアロ移植片の拒絶や自己免疫疾患の発症がブロックできることを明らかにした。ま た、DOCK2は感染T細胞においてHIV Nefと会合することから、AIDS発症にも関与している可能性 がある。本研究では、DOCK2 およびその会合分子を中心に、シグナルパスウェイに関わるタンパク 質群の機能や構造を包括的に解析し、その理解に立脚してDOCK2シグナルを特異的に阻害する 低分子化合物を同定することで、免疫難病の新しい治療法の開発を目指す。

組 織

福井宣規 教授 九州大学生体防御医学研究所(代表)
横山茂之 プロジェクトディレクター 理化学研究所(分担)
柴崎正勝 教授 東京大学大学院薬学系研究科(分担)
神田大輔 教授 九州大学生体防御医学研究所(分担)

新学術領域

過渡的複合体が関わる生命現象の
統合的理解-生理的準安定状態を
捉える新技術-

期間: 2009 ~ 2013
公式ページ:
http://ishimada.f.u-tokyo.ac.jp/public_html/tmc/

概 要

本領域では、構造生物学、分子生物学、ケミカルバイオロジー、1分子計測学および免疫学の研究者の相互協力により、in situにおける過渡的準安定複合体を原子・分子レベルの精度で可視化する方法論を確立し、開発された手法を個別の系に適用することにより実証する。そして、従来の構造生物学的研究アプローチと合わせて過渡的準安定複合体が関わる生命現象の解明を行うことを目的とする. 以下の3つの研究項目を設定する

A01
準安定的に形成される生体分子複合体の構造とその機能発現機構
(原子レベル)
A02
準安定準安定状態の動態を分子レベルで可視化する1分子観測技術の開発
(分子レベル)
A03
生理的準安定状態が引き金となって起こる高次生命現象の解析
(細胞レベル)
組 織
嶋田 一夫
東京大学・大学院薬学系研究科・教授(領域代表)
神田 大輔
九州大学・生体防御医学研究所・教授 (計画研究者)
船津 高志
東京大学・大学院薬学系研究科・教授 (計画研究者)
浜地 格
京都大学・大学院工学研究科・教授 (計画研究者)
白川 昌宏
京都大学・大学院工学研究科・教授 (計画研究者)
森川 耿右
大阪大学・蛋白質研究所・特任研究員 大阪大学・客員教授
(研究分担者)
早坂  晴子
大阪大学・医学系研究科・助教 (計画研究者)
阿久津 秀雄
大阪大学・蛋白質研究所・名誉教授・客員教授 (連携研究者)
稲垣 冬彦
北海道大学・大学院薬学研究院・教授 (連携研究者)
宮坂 昌之
大阪大学・医学系研究科・教授 (連携研究者)
西村 善文
横浜市立大学・大学院生命ナノシステム科学研究科・教授
(連携研究者)公募研究
計画研究
  • ・「準安定的に形成される受容体・リガンド複合体間の相互作用解析」 (嶋田 一夫)
  • ・「準安定な分子認識解明のためのテザー係留法の開発と細胞内仕分けシグナル識別への応用」 (神田 大輔)
  • ・「超高解像度1分子蛍光顕微鏡の開発と細胞膜受容体の情報伝達機構の1分子解析」 (船津 高志)
  • ・「準安定状態の動態を分子レベルで可視化する1分子観測技術の開発」(浜地 格)
  • ・「In situ 計測による脂質、膜受容体の活性化機構の解明」(白川 昌宏)
  • ・「細胞動態における分子構造の遷移と機能発動」(早坂 晴子)

九州大学研究拠点形成プロジェクトP&P

九州圏構造生物学研究拠点形成を目指した九州大学における研究・教育コンソーシアム形成

期間: 2007 ~ 2009
公式ページ:
http://vsb.bmr.kyushu-u.ac.jp/PandP/

概 要

生命科学研究における構造生物学的手法は基盤的な技術であり,生命科学分野において九州大学が今後も第一線で成果を出し続けるためには,九州圏における構造生物学研究を組織的に押し進める必要がある.本P&Pプロジェクトはこの目的を果たすための第一ステップとして,九州大学内において構造生物学研究振興を目指す組織を構築することを目指す.将来的には,九州圏の研究者と交流を深めることにより,構造生物関係の大型プロジェクトを受け入れるための九州圏組織の中核を担う.

組 織

神田 大輔 教授 九州大学生体防御医学研究所(代表)
木村 誠 教授 九州大学農学研究院
川畑 俊一郎 教授  九州大学理学研究院
植田 正 教授 九州大学薬学研究院
藤 博幸 教授 九州大学生体防御医学研究所
稲葉 謙次 特任准教授(SSP) 九州大学生体防御医学研究所
前仲 勝実 准教授 九州大学生体防御医学研究所
畠中 秀樹 特任准教授 九州大学システム生命科学府
角田 佳充 准教授 九州大学農学研究院
小柴 琢己 准教授 九州大学理学研究院
阿部 義人 准教授 九州大学薬学研究院

特定領域研究

生命秩序の膜インターフェイスを
制御するソフトな分子間相互作用

期間: 2003 ~ 2008

概 要

本特定領域研究では、生命秩序の生体膜インターフェイスを制御するソフトな分子間相互作用を構造生物学的観点から解明することを目的とする以下の3つの研究項目を設定する

1.
生命秩序の生体膜インターフェイスにおける信号変換の制御
2.
生命秩序の生体膜インターフェイスにおける物質移動の制御
3.
生命秩序の生体膜インターフェイスを制御するソフトな分子間相互作用の新規な解析法
組 織
阿久津秀雄
教授 大阪大学蛋白質研究所 (領域代表)
芳賀達也
教授 学習院大学理学部
白川昌宏
教授 横浜市立大学大学院総合理学研究科
森川耿右
副所長&部長 生物分子工学研究所
神田大輔
教授 九州大学生体防御医学研究所
杉田有治
講師 東京大学分子細胞生物学研究所
嶋田一夫
教授 東京大学大学院薬学研究科
相本三郎
教授 大阪大学蛋白質研究所
J. H. Tame
教授 横浜市立大学大学院総合理学研究科
藤博幸
教授 京都大学化学研究所
研究課題
  • ・細胞センサーとしてのG蛋白質共役受容体(芳賀)
  • ・蛋白質間相互作用を介した膜受容体による情報伝達機構の構造学的研究(白川、森川)
  • ・H+-ATPase合成酵素等の機能制御におけるソフトな分子間相互作用(阿久津)
  • ミトコンドリア輸入装置と前駆体蛋白質の間のソフトな相互作用に基づく分子認識(神田)
  • ・分子シミュレーションによる膜蛋白質の構造変化と物質輸送機構の解明(杉田)
  • ・NMRを用いたソフトな蛋白質相互作用の開拓(嶋田)
  • ・ライゲーションケミストリーの展開に基づく膜蛋白質合成法の開発(相本)
  • ・膜結合型AAA-ATPase p47 p97複合体による核膜・ゴルジ膜・ER膜認識とその制御(Tame)
  • ・蛋白質のソフトな相互作用部位予測法の開発(藤)
  • 公募研究

各種団体よりの研究助成と
奨学寄付金

研究推進のため有効に使わせていただきますありがとうございました

financial supports

味の素株式会社 ライフサイエンス研究所
(平成14年度)

"核磁気共鳴法を用いた生体物質間相互作用解析"

財団法人山陽放送学術文化財団研究助成金
(平成14年度)

第40回研究助成
"SH3ドメイン特異的に高い親和力で結合するペプチドのファージディスプレイを用いた合理的デザイン"

井上科学振興財団
(平成15~16年度)

第6回井上フェローの採用
"SH3ドメイン特異的に高い親和力で結合するペプチドのファージディスプレイを用いた合理的デザイン"

日立製作所 日立研究所
(平成15~19年度)

"タンパクNMR用パルスシーケンスに関する研究"
NMR計測の専門家の立場からタンパクNMR用パルスシーケンス開発に関し助言する"

オリンパス株式会社
(平成16~19年度)

1分子蛍光分析システムMF20 (single molecule fluorescence detection system MF20)のタンパク質の物性・機能解析研究に適用した場合の有用性の明確化、アプリケーションの開発を行うことを目的として,実験系とサンプルの提供、および測定、解析結果の検討、外部発表への協力をおこなう

水谷糖質科学振興財団 第16回研究助成
(平成21年度)

蛋白質と糖鎖の接点:N型糖鎖修飾を決定するオリゴ糖転移酵素の比較構造生物学

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