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損傷チェックポイントにおけるシグナル回路の構造生物学

Publicly Offered Research

Project AreaIntegrative understanding of biological signaling networks based on mathematical science
Project/Area Number 17H06014
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Complex systems
Research InstitutionUniversity of Shizuoka

Principal Investigator

橋本 博  静岡県立大学, 薬学部, 教授 (40336590)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2017: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Keywords構造生物学
Outline of Annual Research Achievements

DNA損傷チェックポイントのシグナル回路を構成するタンパク質、具体的には9-1-1とRHINOとの複合体に関する構造生物学的研究を進めた。9-1-1はRAD9、RAD1、HUS1からなる3量体タンパク質である。損傷特異的に働くDNAクランプであり、中央にDNAを結合する孔を持つディスク状の構造をとる。9-1-1単独の構造はすでに明らかになっているが、相互作用タンパク質との複合体の構造は一例も無い。H29年度はTOPBP1、9-1-1とのシグナリング複合体の構造解析を目指しRHINOの調製を試みたが、全長RHINOは不安定であり、組み換えタンパク質として調製することはできなかった。そこでH30年度は9-1-1との複合体での結晶化に向けてRHINOペプチドをデザインし、結晶化スクリーニングを実施した。その結果、PEGを主な沈殿剤と用いた条件で柱状結晶を得ることに成功した。得られた結晶を用いてつくば高エネルギー加速器研究機構フォトンファクトリーのビームラインBL-17Aにおいて、2.4 Å分解能のX線回折強データを収集し、分子置換法によって9-1-1-RHINO複合体の立体構造を決定できた。これまでの研究から、DNAクランプはディスク状構造の片面(表側)を使ってパートナータンパク質と相互作用すると考えられてきた。今回の構造解析の結果、RHINOは9-1-1のRAD1サブユニットのみに結合していた。驚くべきことに、RHINOはRAD1の裏側に結合しており、9-1-1はディスクの両面でパートナータンパク質と相互作用することが示唆された。この成果はDNAクランプの分子間相互作用に関するこれまでの常識を変える発見である。現在、本成果を原著論文にまとめて国際誌に投稿中である。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (69 results)

All 2019 2018 2017

All Journal Article (12 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 12 results,  Open Access: 5 results) Presentation (55 results) (of which Int'l Joint Research: 9 results,  Invited: 2 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Propolis components from stingless bees collected on South Sulawesi, Indonesia, and their xanthine oxidase inhibitory activity2019

    • Author(s)
      Miyata R, Sahlan M, Ishikawa Y, Hashimoto H, Honda S, Kumazawa S
    • Journal Title

      J. Nat. Prod.

      Volume: 82 Issue: 2 Pages: 205-210

    • DOI

      10.1021/acs.jnatprod.8b00541

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      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Structural basis of HEAT‐kleisin interactions in the human condensin I subcomplex2019

    • Author(s)
      Hara Kodai、Kinoshita Kazuhisa、Migita Tomoko、Murakami Kei、Shimizu Kenichiro、Takeuchi Kozo、Hirano Tatsuya、Hashimoto Hiroshi
    • Journal Title

      EMBO reports

      Volume: - Issue: 5

    • DOI

      10.15252/embr.201847183

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Crystal structure of HIRAN domain involved in DNA damage tolerance2019

    • Author(s)
      菱木 麻美、原 幸大、橋本 博
    • Journal Title

      Journal of the Japanese Association for Crystal Growth

      Volume: 45 Issue: 4 Pages: n/a

    • DOI

      10.19009/jjacg.3-45-4-05

    • NAID

      130007585401

    • ISSN
      0385-6275, 2187-8366
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structural and Thermodynamic Basis of the Enhanced Interaction between Kinesin Spindle Protein Eg5 and STLC-type Inhibitors2018

    • Author(s)
      Yokoyama Hideshi、Sawada Jun-ichi、Sato Kohei、Ogo Naohisa、Kamei Nanami、Ishikawa Yoshinobu、Hara Kodai、Asai Akira、Hashimoto Hiroshi
    • Journal Title

      ACS Omega

      Volume: 3 Issue: 9 Pages: 12284-12294

    • DOI

      10.1021/acsomega.8b00778

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      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Enzymatic one-step ring contraction for quinolone biosynthesis2018

    • Author(s)
      Kishimoto Shinji、Hara Kodai、Hashimoto Hiroshi、Hirayama Yuichiro、Champagne Pier Alexandre、Houk Kendall N.、Tang Yi、Watanabe Kenji
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 9 Issue: 1 Pages: 2826-2826

    • DOI

      10.1038/s41467-018-05221-5

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      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Structure of proliferating cell nuclear antigen (PCNA) bound to the APIM peptide reveals universality of PCNA interaction2018

    • Author(s)
      Kodai Hara, Masayuki Uchida, Risa Tagata, Hideshi Yokoyama, Yoshinobu Ishikawa, Asami Hishiki, Hiroshi Hashimoto
    • Journal Title

      Acta Crystallogr Sect F Struct Biol Cryst Commun

      Volume: F74 Issue: 4 Pages: 214-221

    • DOI

      10.1107/s2053230x18003242

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      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Regulation of HLTF-mediated PCNA polyubiquitination by RFC and PCNA monoubiquitination levels determines choice of damage tolerance pathway2018

    • Author(s)
      Masuda Yuji、Mitsuyuki Satoshi、Kanao Rie、Hishiki Asami、Hashimoto Hiroshi、Masutani Chikahide
    • Journal Title

      Nucleic Acids Research

      Volume: 46 Pages: 11340-11356

    • DOI

      10.1093/nar/gky943

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      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Structural basis of autoinhibition and activation of the DNA-targeting ADP-ribosyltransferase pierisin-12017

    • Author(s)
      Oda Takashi、Hirabayashi Hirokazu、Shikauchi Gen、Takamura Ryouma、Hiraga Kiyoshi、Minami Hiroshi、Hashimoto Hiroshi、Yamamoto Masafumi、Wakabayashi Keiji、Shimizu Toshiyuki、Sato Mamoru
    • Journal Title

      Journal of Biological Chemistry

      Volume: 292 Issue: 37 Pages: 15445-15455

    • DOI

      10.1074/jbc.m117.776641

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      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mechanistic Insight into Weak Base-Catalyzed Generation of Carbon Monoxide from Phenyl Formate and Its Application to Catalytic Carbonylation at Room Temperature without Use of External Carbon Monoxide Gas2017

    • Author(s)
      Konishi Hideyuki、Matsubara Mika、Mori Keisuke、Tokiwa Takaki、Arulmozhiraja Sundaram、Yamamoto Yuta、Ishikawa Yoshinobu、Hashimoto Hiroshi、Shigeta Yasuteru、Tokiwa Hiroaki、Manabe Kei
    • Journal Title

      Advanced Synthesis & Catalysis

      Volume: 359 Issue: 20 Pages: 3592-3601

    • DOI

      10.1002/adsc.201700751

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      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dynamic feature of mitotic arrest deficient 2-like protein 2 (MAD2L2) and structural basis for its interaction with chromosome alignment maintaining phosphoprotein (CAMP)2017

    • Author(s)
      Hara K, Taharazako S, Ikeda M, Fujita H, Mikami Y, Kikuchi S, Hishiki A, Yokoyama H, Ishikawa Y, Kanno S, Tanaka K, Hashimoto H.
    • Journal Title

      Journal of Biological Chemistry

      Volume: 292 Issue: 43 Pages: 17658-17667

    • DOI

      10.1074/jbc.m117.804237

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      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Structural Basis for Molecular Interactions in DNA Damage Tolerance2017

    • Author(s)
      橋本 博、菱木 麻美、原 幸大、菊池 壮太郎
    • Journal Title

      Seibutsu Butsuri

      Volume: 57 Issue: 1 Pages: 015-019

    • DOI

      10.2142/biophys.57.015

    • NAID

      130005296473

    • ISSN
      0582-4052, 1347-4219
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      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structural basis for the molecular interactions in DNA damage tolerances2017

    • Author(s)
      Hiroshi Hashimoto, Asami Hishiki, Kodai Hara, Sotaro Kikuchi
    • Journal Title

      Biophysics and Physicobiology

      Volume: 14 Issue: 0 Pages: 199-205

    • DOI

      10.2142/biophysico.14.0_199

    • NAID

      130006269291

    • ISSN
      2189-4779
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      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Structural study of DNA damage response2019

    • Author(s)
      Hiroshi Hashimoto
    • Organizer
      1st International symposium on Interdisciplinary Approaches to Integrative Understanding of Biological Signaling Networks
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      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 細胞周期チェックポイントに関わる9-1-1とRHINOの複合体の結晶化2019

    • Author(s)
      飯田奈央、原幸大、櫻井ひとみ、菱木麻美、石川吉伸、橋本博
    • Organizer
      2018年度量子ビームサイエンスフェスタ
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 染色体凝縮を担うヒト由来コンデンシンIのCAP-G-H制御サブユニットの構造基盤2019

    • Author(s)
      石口晃平、原幸大、木下和久、右田智子、村上慧、清水研一郎、竹内康造、平野達也、橋本博
    • Organizer
      2018年度量子ビームサイエンスフェスタ
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ハロゲン化クロモンのウレアーゼ阻害能の評価2019

    • Author(s)
      青木広樹、杉澤康宏、原幸大、菱木麻美、橋本博、石川吉伸
    • Organizer
      日本薬学会第139年会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 新規1,4’-ビキノリン誘導体の創製とその合成中間体の結晶中で観測される酸素結合2019

    • Author(s)
      和泉大輝、速水勇貴、吉田奈々子、橋本博、石川吉伸
    • Organizer
      日本薬学会第139年会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 修復の足場タンパク質であるPCNAの分子間相互作用に関する構造基盤2019

    • Author(s)
      橋本博
    • Organizer
      日本薬学会第139年会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] The dimerization domain of the hypertrophy-responsive transcription factor GATA4 is a therapeutic target for heart failure2018

    • Author(s)
      Satoshi Shimizu, Kodai Hara, Yoichi Sunagawa, Asami Hishiki, Masafumi Funamoto, Yusuke Miyazaki, Yasufumi Katanasaka, Hiromichi Wada, Koji Hasegawa, Hiroshi Hashimoto, Tatsuya Morimoto
    • Organizer
      第82回日本循環器学会学術集会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 心肥大応答を司る転写因子GATA4の二量体形成・DNA結合部位の同定と結晶化2018

    • Author(s)
      清水聡史、原幸大、砂川陽一、菱木麻美、宮崎雄輔、刀坂泰史、船本雅文、Nurmila Sari、清水果奈、和田啓道、長谷川浩二、橋本博、森本達也
    • Organizer
      日本薬学会第138年会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] GATA4 acetylation site is important for development cardiomyocyte hypertrophy2018

    • Author(s)
      Satoshi Shimizu, Kodai Hara, Yoichi Sunagawa, Asami Hishiki, Masafumi Funamoto, Sari Nurmila, Kana Shimizu, Yusuke Miyazaki, Yasufumi Katanasaka, Hiromichi Wada, Koji Hasegawa, Hiroshi Hashimoto, Tatsuya Morimoto
    • Organizer
      23rd Annual Scientific Meeting of the International Society of Cardiovascular Pharmacotherapy
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      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Determination and crystallization of GATA4 dimerization domain2018

    • Author(s)
      Satoshi Shimizu, Kodai Hara, Yoichi Sunagawa, Asami Hishiki, Yusuke Miyazaki, Yasufumi Katanasaka, Masafumi Funamoto, Sari Nurmila, Kana Shimizu, Hiromichi Wada, Koji Hasegawa, Hiroshi Hashimoto, Tatsuya Morimoto
    • Organizer
      IUBMB Focused Meeting on GATA Transcription Factors
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      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 染色体凝縮を担うコンデンシン制御サブユニットの構造解析2018

    • Author(s)
      村上慧、原幸大、右田智子、清水研一郎、平野達也、橋本博
    • Organizer
      第64回 日本薬学会東海支部 総会・大会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 相同組換えの抑制に関わるPARIの調製と結晶化条件の探索2018

    • Author(s)
      松本貴宏、原幸大、田原迫奨大、菱木麻美、石川吉伸、橋本博
    • Organizer
      第64回 日本薬学会東海支部 総会・大会
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  • [Presentation] 細胞周期チェックポイントに関わる9-1-1複合体の調製と生化学的解析2018

    • Author(s)
      櫻井ひとみ、原幸大、内藤麻里奈、菱木麻美、石川吉伸、横山英志、橋本博
    • Organizer
      第64回 日本薬学会東海支部 総会・大会
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  • [Presentation] X線結晶構造解析による抗bevacizumab DNAアプタマーの結合様式の解明2018

    • Author(s)
      トンジャシイン、菱木麻美、山田朋宏、清水逸平、清水裕、齊藤太郎、堀越かおり、水野初、原幸大、豊岡利正、池袋一典、橋本博、轟木堅一郎
    • Organizer
      第31回バイオメディカル分析科学シンポジウム
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  • [Presentation] DNA損傷チェックポイントに関与するTopBP1の相互作用2018

    • Author(s)
      菱木麻美、橋本博
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      新学術領域研究「数理シグナル」第2回若手ワークショップ
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      トンジャシイン、菱木麻美、山田朋宏、清水逸平、清水裕、齊藤太郎、堀越かおり、水野初、原幸大、豊岡利正、池袋一典、橋本博、轟木堅一郎
    • Organizer
      PPF2018
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  • [Presentation] 心肥大反応に関与する転写因子GATA4二量体形成ドメインの同定と結晶化2018

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      清水聡史、砂川陽一、原幸大、菱木麻美、宮崎雄輔、刀坂泰史、船本雅文、Nurmila Sari、清水果奈、和田啓道、長谷川浩二、橋本博、森本達也
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      PPF2018
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      村上慧、原幸大、右田智子、清水研一郎、平野達也、橋本博
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      PPF2018
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      松本貴宏、原幸大、田原迫奨大、菱木麻美、石川吉伸、橋本博
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      PPF2018
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      櫻井ひとみ、原幸大、内藤麻里奈、菱木麻美、石川吉伸、横山英志、橋本博
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      PPF2018
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  • [Presentation] 酵素-生成物複合体を用いたCghAの立体選択的反応機構の解明2018

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      横山葵, 佐藤道大, 前田直哉, 恒松雄太, 原幸大, 橋本博, 渡辺賢二
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      日本生薬学会第65回年会
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  • [Presentation] ポリケチド鎖をメチル化するPsoF-MTの構造解析とメチル化部位選択性の解明2018

    • Author(s)
      岸本真治, 松下拓磨, 原幸大, 橋本博, 恒松雄太, 渡辺賢二
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      日本生薬学会第65回年会
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  • [Presentation] PsoFメチルトランスフェラーゼドメインの基質認識機構の解明と酵素機能の改変2018

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      松下拓磨、岸本真治、山本剛、原幸大、恒松雄太、橋本博、渡辺賢二
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      前田直哉、恒松雄太、原幸大、橋本博、Christian Hertweck、渡辺賢二
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      横山葵、佐藤道大、前田直哉、恒松雄太、原幸大、橋本博、渡辺賢二
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      清水聡史、原幸大、砂川陽一、菱木麻美、刀坂泰史、宮崎雄輔、船本雅文、Nurmila Sari、清水果奈、和田啓道、長谷川浩二、橋本博、森本達也
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      AHA Scientific Session 2018
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      The 4th International Conference on Pharma-Food (ICPF 2018)
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      第23回 静岡健康・長寿学術フォーラム
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  • [Presentation] キネトコアと微小管の接着を制御するMAD2L2-CAMP複合体の構造解析2018

    • Author(s)
      原幸大、田原迫奨大、菱木麻美、石川吉伸、菅野新一郎、田中耕三、橋本博
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      2017年度量子ビームサイエンスフェスタ
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  • [Presentation] 染色体凝縮を担うコンデンシン制御サブユニットの精製と結晶化2018

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      右田智子、原幸大、清水研一郎、平野達也、橋本博
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  • [Presentation] PCNAとAPIMの複合体の構造と機能2018

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      内田雅之、原幸大、田形梨紗、横山英志、石川吉伸、菱木麻美、橋本博
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      2017年度量子ビームサイエンスフェスタ
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  • [Presentation] 新規構造を持つ環化酵素CghAのX線結晶構造解析とその立体選択的反応機構2018

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      横山葵、前田直哉、岸本 真治、佐藤 道大、原幸大、恒松雄太、橋本博、渡辺賢二
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  • [Presentation] PsoFのメチルトランスフェラーゼドメインの構造解析2018

    • Author(s)
      松下拓磨、岸本真治、山本剛、原幸大、恒松雄太、橋本博、渡辺賢二
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      2017年度量子ビームサイエンスフェスタ
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  • [Presentation] Crystallographic structure of Mad2L2-CAMP complex, a regulator of kinetochore-microtubule attachment2017

    • Author(s)
      Kodai Hara、Shota Taharazako、Asami Hishiki、Yoshinobu Ishikawa、Shin-ichiro Kanno、Kozo Tanaka、Hiroshi Hashimoto
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      SMC proteins 2017
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 心肥大応答を司る転写因子GATA4の結晶構造解析2017

    • Author(s)
      清水聡史、原幸大、砂川陽一、菱木麻美、宮崎雄輔、刀坂泰史、和田啓道、長谷川浩二、橋本博、森本達也
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      第3回 J-ISCP学術集会
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  • [Presentation] 細胞分裂におけるMAD2L2-CAMP複合体の構造と相互作用機構の解明2017

    • Author(s)
      原幸大、田原迫奨大、菱木麻美、石川吉伸、菅野新一郎、田中耕三、橋本博
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      第63回 日本薬学会東海支部 総会・大会
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  • [Presentation] 染色体凝縮を担うコンデンシン制御サブユニットの精製と結晶化2017

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      右田智子、原幸大、清水研一郎、平野達也、橋本博
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      第63回 日本薬学会東海支部 総会・大会
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  • [Presentation] PCNAとHLAペプチドの結晶学的研究2017

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      鈴木麻里子、原幸大、菱木麻美、石川吉伸、橋本博
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      第63回 日本薬学会東海支部 総会・大会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] CYCLOPENASE, HEMOCYANIN-LIKE ENZYME CONVERTING 6,7-BICYCLO RING OF CYCLOPENIN TO FORM 6,6-QUINOLONE CORE OF VIRIDICATIN-TYPE FUNGAL ALKALOID2017

    • Author(s)
      Shinji Kishimoto、Yuta Tsunematsu、Kodai Hara、Hiroshi Hashimoto、Kenji Watanabe
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      IUMS 2017
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] シクロペナーゼAsqIが触媒する反応機構の解明2017

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      岸本真治、原幸大、橋本博、Kendall N. Houk、恒松 雄太、渡辺 賢二
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      日本生薬学会第64回年会
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  • [Presentation] 立体選択的な環化反応を触媒する酵素CghAの反応機構解析2017

    • Author(s)
      横山葵、岸本真治、佐藤道大、原幸大、恒松雄太、橋本博、渡辺賢二
    • Organizer
      日本生薬学会第64回年会
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  • [Presentation] 特異な反応を触媒する新規酵素シクロペナーゼの発見と触媒機構の解明2017

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      岸本真治、原幸大、橋本博、Kendall N. Houk、恒松雄太、渡辺賢二
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      第7回食品薬学シンポジウム
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  • [Presentation] 染色体凝縮を担うコンデンシン制御サブユニットの精製と結晶化2017

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      右田智子、原幸大、清水研一郎、平野達也、橋本博
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      平成29年度日本結晶学会年会
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  • [Presentation] The dimerization domain of GATA4 is a therapeutic target for heart failure2017

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      Satoshi Shimizu、Kodai Hara、Yoichi Sunagawa、Asami Hishiki、Masafumi Funamoto、Yusuke Miyazaki、Yasufumi Katanasaka、Hiromichi Wada、Koji Hasegawa、Hiroshi Hashimoto、Tatsuya Morimoto
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      第22回静岡健康・長寿学術フォーラム
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  • [Presentation] 心筋細胞肥大に関わる転写因子GATA4の二量体形成部位の同定と結晶化2017

    • Author(s)
      清水聡史、原幸大、砂川陽一、菱木麻美、清水果奈、船本雅文、宮崎雄輔、刀坂泰史、和田啓道、 長谷川浩二、橋本博、森本達也
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      日本病院薬剤師会東海ブロック・日本薬学会東海支部合同学術大会2017
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    • Author(s)
      橋本博
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      第46回結晶成長国内会議(JCCG-46)
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  • [Presentation] テンプレートスイッチに関わるZRANB3のAlkB homolog 2 PCNA-binding motif (APIM)とPCNAの複合体の構造基盤と相互作用機構の解明2017

    • Author(s)
      原幸大、内田雅之、田形梨紗、横山英志、石川吉伸、菱木麻美、橋本博
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      第24回DNA複製・組換え・修復ワークショップ
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  • [Presentation] Structure and interaction of PCNA-APIM complex2017

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      Kodai Hara、Masayuki Uchida、Risa Tagata、Hideshi Yokoyama、Yoshinobu Ishikawa、Asami Hishiki、Hiroshi Hashimoto
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      2017年度生命科学系学会合同年次大会
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  • [Presentation] 染色体分配に関わるMAD2L2-CAMP複合体の構造基盤と相互作用機構の解明2017

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      原幸大、田原迫奨大、池田真教、藤田拡樹、三上嘉子、菊池壮太郎、菱木麻美、横山英志、石川吉伸、菅野新一郎、田中耕三、橋本博
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      第35回染色体ワークショップ
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  • [Book] 学際的創薬科学論-有機化学・薬理・構造生物学・薬物動態・安全性から創薬を考察する-2019

    • Author(s)
      石川智久・橋本博・濱島義隆・吉成浩一
    • Total Pages
      237
    • Publisher
      京都廣川書店
    • ISBN
      9784909197429
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  • [Book] レファレンス物理化学2017

    • Author(s)
      近藤伸一、米持悦生、山中淳平(編)
    • Total Pages
      350
    • Publisher
      廣川書店
    • ISBN
      9784567223706
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Published: 2017-04-28   Modified: 2019-12-27  

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