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新規時間分解計測法の開発とABCトランスポーターの分子機構解析への応用

研究課題

研究課題/領域番号 15H05476
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 物理化学
研究機関神戸大学

研究代表者

木村 哲就  神戸大学, 理学研究科, 特命講師 (70506906)

連携研究者 鍔木 基成  神戸大学, 大学院理学研究科, 教授 (00145046)
杉本 宏  理化学研究所, 放射光科学研究センター, 専任研究員 (90344043)
城 宜嗣  兵庫県立大学, 大学院生命理学研究科, 教授 (70183051)
研究協力者 林 沙英  
大西 萌  
下中 美怜  
藤井 宏一  
武田 英恵  
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
24,830千円 (直接経費: 19,100千円、間接経費: 5,730千円)
2017年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2016年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2015年度: 16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)
キーワード時間分解分光法 / マイクロ流路デバイス / 顕微分光 / X線自由電子レーザー / 赤外分光法 / 時間分解計測 / ABCトランスポーター / 顕微分光測定 / ダイナミクス / ヘム / マイクロ流体デバイス / 時間分解測定 / 分光法 / 膜タンパク質 / タンパク質ダイナミクス / 赤外吸収分光法 / 可視吸収分光法 / 蛍光寿命測定 / マイクロデバイス
研究成果の概要

マイクロ流路加工技術と最先端のレーザー分光・検出装置を組み合わせることで、あらゆるタンパク質分子の反応を時間分解計測できる汎用性の高い計測系を構築した。加えて、X線自由電子レーザーを用いた時間分解シリアルフェムト秒X線結晶構造解析法の適用範囲の拡張をマイクロ流路技術を用いることで可能にした。これらの手法を、ATPを利用して小分子を細胞膜の一方から他方へと輸送する膜タンパク質であるABCトランスポーターの輸送・構造ダイナミクス観察に適用し、その分子機構解析に成功した。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (7件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 4件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 6件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 3件、 招待講演 5件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] California Institute of Technology(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Grenoble Alpes/European Synchrotron Radiation Facility(France)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Gothenburg/Uppsala University(Sweden)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] Pohang Univ. of Sci. and Tech.(韓国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] Paul Scherrer Institute/ETH Zurich(Switzerland)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] Freie University Berlin/Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY/University of Hamburg(Germany)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究]

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Ultraprecision cutting of single-crystal calcium fluoride for fabricating micro flow cells2018

    • 著者名/発表者名
      Ryo KOMIYA, Tetsunari KIMURA, Takashi NOMURA, Minoru KUBO, Jiwang YAN
    • 雑誌名

      Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing

      巻: 12 号: 1 ページ: JAMDSM0021-JAMDSM0021

    • DOI

      10.1299/jamdsm.2018jamdsm0021

    • NAID

      130006386864

    • ISSN
      1881-3054
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A nanosecond time-resolved XFEL analysis of structural changes associated with CO release from cytochrome c oxidase.2017

    • 著者名/発表者名
      Shimada, A.†, Kubo, M.†, Baba, S.† et al. (29人中2番目)(†equal contribution)
    • 雑誌名

      Sci. Adv.

      巻: 3 号: 7

    • DOI

      10.1126/sciadv.1603042

    • NAID

      120006363290

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Nanosecond pump probe device for time-resolved serial femtosecond crystallography developed at SACLA2017

    • 著者名/発表者名
      Kubo Minoru、Nango Eriko、Murata Michio、Neutze Richard、Yabashi Makina、Iwata So, その他18名
    • 雑誌名

      Journal of Synchrotron Radiation

      巻: 24 号: 5 ページ: 1086-1091

    • DOI

      10.1107/s160057751701030x

    • NAID

      120006363292

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Capturing an initial intermediate during the P450nor enzymatic reaction using time-resolved XFEL crystallography and caged-substrate2017

    • 著者名/発表者名
      Tosha Takehiko、Kubo Minoru, et. al
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 8 号: 1 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1038/s41467-017-01702-1

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Light-induced structural changes and the site of O=O bond formation in PSII caught by XFEL.2017

    • 著者名/発表者名
      Suga, M.†, Akita, F.†, Sugahara, M.†, Kubo, M.†, Nakajima, Y.† et al. (†equal contribution)(38人中1番目)
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 543 号: 7643 ページ: 131-135

    • DOI

      10.1038/nature21400

    • NAID

      120006344935

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A three dimensional movie of structural changes in bacteriorhodopsin.2016

    • 著者名/発表者名
      Nango, E., Royant, A.†, Kubo, M.† et al. (†equal contribution)(45名中2番目)
    • 雑誌名

      Science

      巻: 354 号: 6319 ページ: 1552-1557

    • DOI

      10.1126/science.aah3497

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Lipidic cubic phase injector is a viable crystal delivery system for time-resolved serial crystallography.2016

    • 著者名/発表者名
      Nogly, P., et al. (40人中8番目)
    • 雑誌名

      Nat. Commun.

      巻: 7 号: 1 ページ: 12314-12314

    • DOI

      10.1038/ncomms12314

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A Study of the Dynamics of the Heme Pocket and C-helix in CooA Upon CO Dissociation Using Time-resolved Visible and UV Resonance Raman Spectroscopy2016

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Otomo, Haruto Ishikawa, Misao Mizuno, Tetsunari Kimura, Minoru Kubo, Yoshitsugu Shiro, Shigetoshi Aono, and Yasuhisa Mizutani
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B

      巻: 120 号: 32 ページ: 7836-7843

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.6b05634

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Nearly On-axis Spectroscopic System for Simultaneously Measuring UV-visible Absorption and X-ray Diffraction in the SPring-8 Structural Genomics Beamline2016

    • 著者名/発表者名
      M. Sakaguchi, T. Kimura, T. Nishida, T. Tosha, Y. Yamaguchi, S. Yanagisawa, G. Ueno, H. Murakami, H. Ago, M. Yamamoto, T. Ogura, Y. Shiro, M. Kubo
    • 雑誌名

      J. Synchro. Rad.

      巻: 23 号: 1 ページ: 334-338

    • DOI

      10.1107/s1600577515018275

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 新規リアルタイム観察装置の開発によるタンパク質の分子機構解明への挑戦2018

    • 著者名/発表者名
      木村哲就
    • 学会等名
      第6回K-CONNEX研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ABCトランスポーターの機能・構造ダイナミクス(仮題)2017

    • 著者名/発表者名
      木村哲就
    • 学会等名
      第55回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      熊本大学(熊本市)
    • 年月日
      2017-09-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ABCトランスポーターの分子機構解明を目指した時間分解測定法の開発2017

    • 著者名/発表者名
      木村哲就、林沙英、大西萌、杉本宏、城宜嗣、小堀康弘、池本夕佳
    • 学会等名
      第43回生体分子科学討論会
    • 発表場所
      カレッジプラザ & IYATAKA(秋田市)
    • 年月日
      2017-06-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ流路ミキサーを用いた時間分解分光測定によるABCトランスポーターの輸送機構解析2017

    • 著者名/発表者名
      木村哲就、林沙英、大西萌、杉本宏、城宜嗣、小堀康弘、池本夕佳
    • 学会等名
      第17回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      仙台国際センター(仙台市)
    • 年月日
      2017-06-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 時間分解可視吸収分光測定によるヘムABCトランスポーターの輸送メカニズム解析2017

    • 著者名/発表者名
      林沙英、城宜嗣、杉本宏、木村哲就
    • 学会等名
      第17回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      仙台国際センター(仙台市)
    • 年月日
      2017-06-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 時間分解可視吸収分光測定によるヘム ABC トランスポーターの輸送メカニズム解析2017

    • 著者名/発表者名
      林沙英, 城宜嗣, 杉本宏, 木村哲就
    • 学会等名
      第17回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ流路ミキサーを用いた時間分解分光測定による ABC トランスポーターの分子機構解析2017

    • 著者名/発表者名
      木村哲就, 林沙英, 大西萌, 城宜嗣, 杉本宏, 池本夕佳
    • 学会等名
      第17回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ABCトランスポーターの分子機構解明を目指した時間分解測定法の開発2017

    • 著者名/発表者名
      木村哲就, 林沙英, 大西萌, 城宜嗣, 杉本宏, 小堀康弘, 池本夕佳
    • 学会等名
      第44回生体分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 可視吸収分光測定によるヘムABCトランスポーター; BhuUVの輸送メカニズム解析2017

    • 著者名/発表者名
      林沙英, 城宜嗣, 杉本宏, 木村哲就
    • 学会等名
      第44回体分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 時間分解分光法によるABCトランスポーターの輸送とATP加水分解過程の直接観察2017

    • 著者名/発表者名
      木村哲就
    • 学会等名
      日本生物物理学会第54回年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 線虫cytochrome b561ホモログ・Cecytb-2の分子機能解明2017

    • 著者名/発表者名
      藤村美香, 三浦雅央, 木村哲就, 鍔木基成
    • 学会等名
      日本生物物理学会第54回年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 時間分解可視・赤外吸収分光法を用いた一酸化窒素還元酵素のNO還元反応機構の解明2017

    • 著者名/発表者名
      武田英恵, 木村哲就, 野村高志, 松林明子, 石井頌子, 當舎武彦, 城宜嗣, 久保稔
    • 学会等名
      日本生物物理学会第54回年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 可視吸収分光測定によるヘムABCトランスポーター; BhuUVの輸送メカニズム解析2017

    • 著者名/発表者名
      林沙英, 城宜嗣, 杉本宏, 木村哲就
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 線虫cytochrome b561ホモログ・Cecytb-2の分子機能解明2017

    • 著者名/発表者名
      藤村美香, 三浦雅央, 木村哲就, 鍔木基成
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Intermediate structures of the catalytic site in membrane proteins revealed by time-resolved spectroscopy with micro-channel devices.2016

    • 著者名/発表者名
      T. Kimura, H. Takeda, S. Ishii, T. Tosha, Y. Shiro, M. Kubo
    • 学会等名
      第54回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(つくば市)
    • 年月日
      2016-11-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Structural dynamics in the enzymatic reaction of membrane protein; nitric oxide reductase, revealed by the novel time-resolved spectroscopic measurements.2016

    • 著者名/発表者名
      T. Kimura, H. Takeda, S. Ishii, T. Tosha, Y. Shiro, M. Kubo
    • 学会等名
      42nd Naito Conference "In the Vanguard of Structural Biology: Revolutionizing Life Sciences"
    • 発表場所
      シャトレーゼ ガトーキングダム サッポロ(北海道札幌市)
    • 年月日
      2016-10-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マイクロ流路フロー・フラッシュ時間分解赤外分光法による一酸化窒素還元酵素の反応機構解析2016

    • 著者名/発表者名
      木村哲就、武田英恵、石井頌子、當舎武彦、城宜嗣、久保稔
    • 学会等名
      第43回生体分子科学討論会
    • 発表場所
      名古屋大学(名古屋市)
    • 年月日
      2016-06-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] NO reduction mechanism in the binuclear catalytic center of nitric oxide reductase revealed by novel micro-channel flow-flash spectrometers.2016

    • 著者名/発表者名
      T. Kimura, H. Takeda, S. Ishii, T. Tosha, Y. Shiro, M. Kubo
    • 学会等名
      Gordon Research Conference "Metallocofactors"
    • 発表場所
      Stonehill College (Easton, MA, USA)
    • 年月日
      2016-06-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Molecular mechanism of the catalytic reaction of NO reductase revealed by novel time-resolved visible/IR absorption spectrometers with microfluidic device2016

    • 著者名/発表者名
      Tetsunari Kimura, Hanae Takeda, Shoko Ishii, Takehiko Tosha, Yoshitsugu Shiro, Minoru Kubo
    • 学会等名
      Biophysical Society 60th Annual Meeting
    • 発表場所
      Los Angeles, CA, USA
    • 年月日
      2016-02-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Development of a time-resolved visible/IR absorption spectrometer with a novel microfluidic device and its application to catalytic reaction of NO reductase2015

    • 著者名/発表者名
      Tetsunari Kimura, Shoko Ishii, Takehiko Tosha, Yoshitsugu Shiro, Minoru Kubo
    • 学会等名
      PacifiChem 2015
    • 発表場所
      Honolulu, HI, USA
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マイクロ流体フロー・フラッシュ赤外分光測定系による一酸化窒素還元酵素の触媒反応の実時間観察2015

    • 著者名/発表者名
      木村哲就, 石井頌子, 當舎武彦, 城宜嗣, 久保稔
    • 学会等名
      第9回分子科学討論会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都・目黒区)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ流路を用いたフローフラッシュ赤外吸収分光法の開発と一酸化窒素還元酵素の反応中間体解析への応用2015

    • 著者名/発表者名
      木村哲就, 石井頌子, 當舎武彦, 城宜嗣, 久保稔
    • 学会等名
      日本生物物理学会第52回年会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県・金沢市)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ流体フローを用いた一酸化窒素還元酵素の触媒反応の動的分光観察2015

    • 著者名/発表者名
      木村哲就
    • 学会等名
      第15回日本蛋白質科学会年会:若手奨励賞シンポジウム
    • 発表場所
      あわぎんホール(徳島県・徳島市)
    • 年月日
      2015-06-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] タンパク質中の原子の動き、自由電子レーザーにより動画撮影に成功

    • URL

      http://www.kobe-u.ac.jp/NEWS/research/2016_12_26_01.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-04-16   更新日: 2022-10-14  

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