膜蛋白質の機能変換から観る機能-構造変化の連関性と分子論的理解

• Project/Area Number: 20050012
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 須藤 雄気 Nagoya University, 理学研究科, 准教授 (10452202)
• Project Period (FY): 2008 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2009)
• Budget Amount: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000); Fiscal Year 2009: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000); Fiscal Year 2008: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
• Keywords: 生物物理学 / 分子認識 / シグナル伝達 / 膜タンパク質 / 受容体 / 光センサー / ロドプシン / 生物物理

Research Abstract

2-1. 忌避応答光センサー蛋白質、SRIIの機能発現分子メカニズム
現在阪大/水谷グループと共同で、機能・構造変化に必須のアミノ酸残基(Tyr174)の変化を検出するため、時間分解紫外共鳴ラマン測定を行っている。
2-2. デュアル光センサー蛋白質、SRIの機能発現メカニズム
(1)新しいSRI分子、SrSRIのCl^-依存的光反応変化を見出した[J.Mol.Biol. 2009](A01:藤井グループとの共同研究)。(2)新しいSRI分子、HvSRIの発現・精製と分光解析[Biochemistry 2010](A01:藤井グループとの共同研究)。(3)SrSRIと伝達タンパク質、SrHtrIの複合体の機能発現系構築に成功し、その分光学的解析を行った[Biochemistry 2009a](A01:藤井グループとの共同研究)。
2-3. SRI-HtrIが制御するべん毛蛋白質の解析
SRI-HtrIが受けた光情報は、最終的にべん毛モーターの回転方向の制御として出力される。ここでは、べん毛固定子タンパク質MotBの部分結晶構造と[Mol.Microbiol. 2009]、赤外分光法によるNa^+透過経路の検討を行った[Biochemistry 2009b]
このように光センサータンパク質の機能発現機構について、分子科学的に迫ることが出来た。

Research Products

• [Journal Article] Spectroscopic studies of a sensory rhodopsin I homologue from the archaeon Haloarcula vallismortis (2010)
  • Author(s): Yagasaki J, Suzuki D, Ihara K, Inoue K, Kikukawa T, Sakai M, Fujii M, Homma M, Kandori H, ^*Sudo Y.
  • Journal Title: Biochemistry 49 Pages: 1183-1190
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Phototactic and chemotactic signal transduction by transmembrane receptors and transducers in microorganisms [Review] (2010)
  • Author(s): Suzuki D, Irieda H, Homma M, Kawagishi I, ^*Sudo Y.
  • Journal Title: Sensors 10 Pages: 4010-4039
• [Journal Article] ロドプシン研究はどこへ行くのか? (2010)
  • Author(s): 須藤雄気
  • Journal Title: 生物物理学会誌・特集「日本発の生物物理学」 ((未定)(印刷中))
• [Journal Article] Interaction between Na+ ion and carboxylates of the PomA-PomB stator unit studied by ATR-FTIR spectroscopy (2009)
  • Author(s): Sudo Y, Kitade Y, Furutani Y, Kojima M, Kojima S, Homma M, ^*Kandori H.
  • Journal Title: Biochemistry 48 Pages: 11699-11705
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Characterization of a signaling complex composed of sensory rhodopsin I and its cognate transducer protein from the eubacterium Salinibacter ruber (2009)
  • Author(s): ^*Sudo Y, Okada A, Suzuki D, Inoue K, Irieda H, Sakai M, Fujii M, Furutani Y, Kandori H, Homma M.
  • Journal Title: Biochemistry 48 Pages: 10136-10145
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Stator assembly and activation mechanism of the flagellar motor by the periplasmic region of MotB (2009)
  • Author(s): Kojima S, ^*Imada K, Sakuma M, Sudo Y, Kojima C, Minamino T, ^*Homma M, ^*Namba K.
  • Journal Title: Mol.Microbiol. 73 Pages: 710-718
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effects of chloride ion binding on the photochemical properties of salinibacter sensory rhodopsin I (2009)
  • Author(s): Suzuki D, Furutani Y, Inoue K, Kikukawa T, Sakai M, Fujii M, Kandori H, Homma M, ^*Sudo Y.
  • Journal Title: J.Mol.Biol. 392 Pages: 48-62
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 細菌が緑色を感じる仕組み-色素タンパク質の新しい色決定機構- (2009)
  • Author(s): 須藤雄気
  • Journal Title: 名大トピックス 198 Pages: 12-13
• [Journal Article] 真正細菌から得られた2つの機能を持つフォトクロミック光受容体ホモログ (2009)
  • Author(s): 須藤雄気
  • Journal Title: 生物物理 49 Pages: 25-26
• [Journal Article] Structural Changes of Salinibacter Sensory Rhodopsin I upon Formation of the K and M Photointermediates (2008)
  • Author(s): D. Suzuki, Y. Sudo, Y. Furutani, H. Takahashi, M. Homma, and *H. Kandori
  • Journal Title: Biochemistry 47 Pages: 12750-12759
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Salinibacter Sensory Rhodopsin : Sensory Rhodopsin I-like Protein From a Eubacterium (2008)
  • Author(s): T. Kitajima-Ihara, Y. Furutani, D. Suzuki, K. Ihara, H. Kandori, M. Homma, and *Y. Sudo
  • Journal Title: J. Biol. Chem. 283 Pages: 23533-23541
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Steric Constraint in the Primary Photoproduct of Sensory Rhodopsin II is a Prerequisite for Light-Signal Transfer to Htrll (2008)
  • Author(s): M. Ito, Y. Sudo, Y. Furutani, T. O kitsu, A. Wada, M. Homma, J. L. Spudich, and *H. Kandori
  • Journal Title: Biochemistry 47 Pages: 6208-6215
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Protein-protein interaction of a Pharaonis halorhodopsin mutant forming a complex with Pharaonis halobacterial transducer protein II detected by Fourier-transform infrared spectroscopy (2008)
  • Author(s): Y. Furutani, M. Ito, Y. Sudo, N. K amo, and *H. Kandori
  • Journal Title: Photochem. Photobiol. 84 Pages: 874-879
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A Long-lived M-like State of Phoborhodopsin That mimics the Active State (2008)
  • Author(s): *Y. Sudo, T. Nishihori, M. Iwamot o, K. Shimono, C. Kojima, and N. Kamo
  • Journal Title: Biophys. J. 95 Pages: 753-760
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A Long-lived M-Iike State of Phoborhodopsin That mimics the Active State (2008)
  • Author(s): D. Suzuki, T.KitajimaIhara, Y. Fu rutani, K. Ihara, H. Kandori, M. H omma, and *Y. Sudo
  • Journal Title: Communicative & Integrative Biology [review] 1 Pages: 150-152
• [Presentation] 細菌の緑色光受容レセプター、センサリーロドプシンIの光エネルギー変換・情報伝達メカニズムの解析 (2009)
  • Author(s): 須藤雄気、本間道夫
  • Organizer: 日本生体エネルギー研究会 第35回研究会
  • Place of Presentation: 北海道旭川市
  • Year and Date: 2009-12-19
• [Presentation] Assignment of the essential Na+ binding of a stator unit for torquegeneration of bacterial flagellar motor by ATR-FTIR spectroscopy (2009)
  • Author(s): Sudo Y, Kitade Y, Furutani Y, Kojima M, Kojima S, Homma M, Kandori H.
  • Organizer: The 47th annual meeting of the Biophysical Society of Japan
  • Place of Presentation: 徳島県徳島市
  • Year and Date: 2009-11-01
• [Presentation] 細菌型・緑色光認識レセプターの色認識と構造変化 (2009)
  • Author(s): 須藤雄気、本間道夫
  • Organizer: 第15回 光生物学協会 年会
  • Place of Presentation: 愛知県岡崎市
  • Year and Date: 2009-08-19
• [Presentation] 光を利用した細菌の営みを分子レベルで解き明かす (2009)
  • Author(s): 須藤雄気
  • Organizer: 東京工業大学・集中講義セミナー
  • Place of Presentation: 長津田、日本
  • Year and Date: 2009-01-29
• [Presentation] The Relationship between Chemical Reactions and Photo-signal Relay in Membrane Embedded Photoreceptors (2008)
  • Author(s): Y. Sudo [Invited]
  • Organizer: 18 th International Conference on Fine Chemistry and Functional Polymers (FCFP) and 4 th IUPAC international Conference on Novel Materials and Synthesis
  • Place of Presentation: Zhenjiang, China
  • Year and Date: 2008-10-16
• [Presentation] べん毛モーターの回転駆動力を生み出すイオンチャネル複合体(PomA/PomB)におけるイオン透過経路の解析 (2008)
  • Author(s): 須藤雄気、北出祐也、吉住玲、古谷祐詞、小嶋勝、小嶋誠司、神取秀樹、本間道夫
  • Organizer: 生理研研究会
  • Place of Presentation: 岡崎、日本
  • Year and Date: 2008-09-06
• [Presentation] べん毛モーターを駆動する固定子複合体中のイオン透過経路の推定 (2008)
  • Author(s): 須藤雄気、吉住玲、小嶋誠司、本間道夫
  • Organizer: 第5回、21世紀大腸菌研究会
  • Place of Presentation: 藤枝、日本
  • Year and Date: 2008-07-28
• [Presentation] The Molecular Mechanism for the Signaling from Sensory Rhodopsins to Their Cognate Transducer Proteins (2008)
  • Author(s): Y. Sudo [Invited]
  • Organizer: 13 th International Conference on Retinal Proteins (13 th ICRP)
  • Place of Presentation: Barcelona, Spain
  • Year and Date: 2008-06-18
• [Presentation] 古細菌型ロドプシンを例に、タンパク質の構造と機能の相関性を考える (2008)
  • Author(s): 須藤雄気[Invited]
  • Organizer: 日本生物物理学会、第45回年会・シンポジウム
  • Place of Presentation: 福岡、日本
• [Presentation] べん毛モーター固定子複合体中でイオン透過経路を形成するアミノ酸残基の推定 (2008)
  • Author(s): 須藤雄気,安倍-吉住玲,小嶋誠司,本間道夫
  • Organizer: 日本生物物理学会、第45回年会
  • Place of Presentation: 福岡、日本
• [Presentation] 細菌のべん毛モーターを駆動する固定子複合体中のイオン透過経路の解析 (2008)
  • Author(s): 須藤雄気, 北出祐也, 寺島浩行, 吉住玲, 小嶋勝, 小嶋誠司, 古谷祐詞, 神取秀樹, 本間道夫
  • Organizer: 日本生体エネルギー研究会・第34研究会
  • Place of Presentation: 東京、日本
• [Remarks]
  • URL: http://kenpro.mynu.jp:8001/Profiles/0054/0005480/profile.html