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イオン輸送体の構造生物学

研究課題

研究課題/領域番号 19002013
研究種目

特別推進研究

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関東京大学

研究代表者

豊島 近  東京大学, 分子細胞生物学研究所, 教授 (70172210)

研究分担者 小川 治夫  東京大学, 分子細胞生物学研究所, 准教授 (40292726)
津田 岳夫  東京大学, 分子細胞生物学研究所, 助教 (10345233)
近藤 洋平  東京大学, 分子細胞生物学研究所, 助教 (30436604)
石北 央  東京大学, 分子細胞生物学研究所, 助教 (00508111)
連携研究者 三村 久敏  東京大学, 分子細胞生物学研究所, 助教 (30463904)
金井 隆太  東京大学, 分子細胞生物学研究所, 助教 (50598472)
研究期間 (年度) 2007 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
547,040千円 (直接経費: 420,800千円、間接経費: 126,240千円)
2011年度: 83,200千円 (直接経費: 64,000千円、間接経費: 19,200千円)
2010年度: 116,350千円 (直接経費: 89,500千円、間接経費: 26,850千円)
2009年度: 116,350千円 (直接経費: 89,500千円、間接経費: 26,850千円)
2008年度: 115,180千円 (直接経費: 88,600千円、間接経費: 26,580千円)
2007年度: 115,960千円 (直接経費: 89,200千円、間接経費: 26,760千円)
キーワードイオンポンプ / 膜蛋白質 / 結晶解析
研究概要

生体中では膜を隔ててイオンの濃度は大きく異なっており、神経興奮や筋収縮などの生命活動の基礎となっている。そのような濃度差を維持するのはイオンポンプ蛋白質と呼ばれる生体膜に埋まった蛋白質(膜蛋白質)である。本研究では、その中でも特に重要なカルシウムポンプとナトリウムポンプの機能を原子構造から完全に理解し、薬剤の開発へと発展させることを目指し、反応サイクル中間体の結晶構造解析、高等動物膜蛋白質の大量生産系の開発、結晶中の生体膜の可視化技術の開発等を行った。

報告書

(10件)
  • 2016 研究概要(追跡評価) ( PDF )   自己評価書(追跡評価) ( PDF )   評価の所見(追跡評価) ( PDF )
  • 2011 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書   自己評価報告書 ( PDF )
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果発表報告書
  • 研究成果

    (54件)

すべて 2011 2010 2009 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (35件) (うち査読あり 31件) 学会発表 (16件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Cornelius : First crystal structures of Na+, K^+-ATPase : New light on the oldestion pump2011

    • 著者名/発表者名
      C. Toyoshima, R. Kanai and F
    • 雑誌名

      Structure

      巻: 19 ページ: 1732-1738

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Trinitrophenyl derivatives bind differently from parent adenine nucleotides to Ca^<2+>-ATPase in the absence of Ca^<2+>2011

    • 著者名/発表者名
      C. Toyoshima, S. Yonekura, J. Tsueda and S. Iwasawa
    • 雑誌名

      Proc. Nat. Acad. Sci. USA

      巻: 108 ページ: 1833-1838

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Trinitrophenyl-derivatives bind differently from parent adenine nucleotides to Ca^<2+>-ATPase in the absence of Ca^<2+>2011

    • 著者名/発表者名
      C.Toyoshima
    • 雑誌名

      Proc.Nat.Acad.Sci.USA.

      巻: 108 ページ: 1833-1838

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] イオンポンプ(P型ATPase)の構造生物学2011

    • 著者名/発表者名
      豊島近
    • 雑誌名

      放射光

      巻: 24 ページ: 2-9

    • NAID

      10027411840

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Relationship betweenCa^<2+>-affinity and shielding of bulk water in the Ca^<2+>-pump from molecular dynamics simulations2010

    • 著者名/発表者名
      Y. Sugita, M. Ikeguchi, and C
    • 雑誌名

      Proc. Nat. Acad. Sci. USA

      巻: 107 ページ: 21465-21469

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Relationship between Ca^<2+>-affinity and shielding of bulk water in the Ca^<2+>-pump from molecular dynamics simulations.2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Sugita
    • 雑誌名

      Proc.Nat.Acad.Sci.USA.

      巻: 107 ページ: 21465-21469

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystal structure of thesodium-potassium pump(Na^+, K^+-ATPase) withbound potassium and ouabain2009

    • 著者名/発表者名
      H. Ogawa, T. Shinoda, F. Cornelius and C. Toyoshima
    • 雑誌名

      Proc. Nat. Acad. Sci. USA

      巻: 106 ページ: 13742-13747

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nucleotide recognition by CopA, a Cu+-transporting P-type ATPase2009

    • 著者名/発表者名
      T. Tsuda and C. Toyoshima
    • 雑誌名

      EMBO J

      巻: 28 ページ: 1782-1791

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystal structure of the sodium-potassium pump at 2. 4 A resolution2009

    • 著者名/発表者名
      T. Shinoda, H. Ogawa, F. Cornelius and C. Toyoshima
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 459 ページ: 446-450

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystal tructure of the sodium-potassium pump (Na+, K+-ATPase)with bound potassium and ouabain.2009

    • 著者名/発表者名
      H. Ogawa, T. Shinoda, F. Cornelius, C. Toyoshima
    • 雑誌名

      Proc. Nat. Acad. Sci. USA 106

      ページ: 13742-13747

    • 関連する報告書
      2009 自己評価報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nucleotide recognition by CopA, a Cu+-transporting P-type ATPase.2009

    • 著者名/発表者名
      T. Tsuda, C. Toyoshima
    • 雑誌名

      EMBO J. 28

      ページ: 1782-1791

    • 関連する報告書
      2009 自己評価報告書
  • [雑誌論文] Crystal structure of the sodium-potassium pump at 2. 4 A resolution.2009

    • 著者名/発表者名
      T. Shinoda, H. Ogawa, F. Cornelius, C. Toyoshima
    • 雑誌名

      Nature 459

      ページ: 446-450

    • 関連する報告書
      2009 自己評価報告書
  • [雑誌論文] Crystal structure of the sodium-potassium pump(Na^+, K^+-ATPase)with bound potassium and ouabain2009

    • 著者名/発表者名
      H.Ogawa
    • 雑誌名

      Proc.Nat.Acad.Sci.USA 106

      ページ: 13742-13747

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nucleotide recognition by CopA, a Cu^+-transporting P-type ATPase2009

    • 著者名/発表者名
      T.Tsuda
    • 雑誌名

      EMBO J. 28

      ページ: 1782-1791

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystal structure of the sodium-potassium pump at 2.4Å resolution2009

    • 著者名/発表者名
      T.Shinoda
    • 雑誌名

      Nature 459

      ページ: 446-450

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reaction cycle of Thermotoga maritima copper ATPase and comformational characterization of catalytically deficient mutants2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Hatori
    • 雑誌名

      Biochemistry 48

      ページ: 4871-4880

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] How Ca^<2+>-ATPase pumps ions across the sarcoplasmic reticulum membrane2009

    • 著者名/発表者名
      C.Toyoshima
    • 雑誌名

      Biochem.Biophys.Acta 1793

      ページ: 941-946

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystal structure of the sodium-potassium pump at 2.4 Å resolution.2009

    • 著者名/発表者名
      T. Shinoda, et al
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 459 ページ: 446-450

    • 関連する報告書
      研究成果発表報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Conformationalfluctuations of the Ca^<2+>-ATPase in thenative membrane environment2008

    • 著者名/発表者名
      G. Inesi, D. Lewis, C. Toyoshima, A. Hirata and L. de Meis
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem

      巻: 283 ページ: 1189-1196

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural aspects of ion pumping by Ca2+-ATPase of sarcoplasmic reticulum.2008

    • 著者名/発表者名
      C. Toyoshima
    • 雑誌名

      Arch. Biochem. Biophys. 476

      ページ: 3-11

    • 関連する報告書
      2009 自己評価報告書
  • [雑誌論文] Structural aspects of ion pumping by Ca^<2+>-ATPase of sarcoplasmic reticulum2008

    • 著者名/発表者名
      C. Toyoshima
    • 雑誌名

      Arch. Biochem. Biophys 476

      ページ: 3-11

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interaction sites among phospholamban, sarcolipin, and the sarco(endo) plasmic reticulum Ca^<2+>-ATPase2008

    • 著者名/発表者名
      T. Morita
    • 雑誌名

      Biochem. Biophys. Res. Comm. 369

      ページ: 188-194

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intermediate phosphorylation reactions in the mechanism of ATP utilization by the copper ATPase (CopA) of Thermotoga maritima2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Hatori
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem. 283

      ページ: 22541-22549

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Critical role of Val-304 in conformational transitions that allow Ca^<2+> occlusion and phosphoenzyme turnover in the Ca^<2+> transport ATPase2008

    • 著者名/発表者名
      C Xu
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem. 283

      ページ: 3297-3304

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Conformational fluctuations of the Ca^<2+>-ATPase in the native membrane environment-Effects of pH, temperature, catalytic substrates, and thapsigargin2008

    • 著者名/発表者名
      G. Inesi
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem 283

      ページ: 1189-1196

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Conformational fluctuations of the Ca^<2+>-ATPase in the native membrane environm ent-Effects of pH, temperature, catalytic substrates, and thapsigargin.2008

    • 著者名/発表者名
      G. Inesi
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem 283

      ページ: 1189-1196

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Critical role of Val-304 in conformational transitions that allow Ca^<2+> occlusion and phosphoenzyme turnover in the Ca^<2+> transport ATPase.2008

    • 著者名/発表者名
      C Xu
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem. 283

      ページ: 3297-3304

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] How processing ofaspartylphosphate is coupled to lumenalgating of the ion pathway in the calciumpump2007

    • 著者名/発表者名
      C. Toyoshima, Y. Norimatsu, S. Iwasawa, T. Tsuda and H. Ogawa
    • 雑誌名

      Proc. Nat. Acad. Sci.

      巻: 104 ページ: 19831-19836

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Domain organization and movements in heavy metal ion pumps : Papain digestion of CopA, a Cu^+-transporting ATPase2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Hatori, E. Majima, T. Tsuda and C. Toyoshima
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem

      巻: 282 ページ: 25213-25221

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interdomain communication incalcium pump as revealed in the crystalstructures with transmembrane inhibitors2007

    • 著者名/発表者名
      M. Takahashi, Y. Kondou and C. Toyoshima
    • 雑誌名

      Proc. Nat. Acad. Sci.

      巻: 104 ページ: 5800-5805

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] How processing of aspartylphosphate is coupled to lumenal gating of the ion pathway in the calcium pump.2007

    • 著者名/発表者名
      C. Toyoshima, Y. Norimatsu, S. Iwasawa, T. Tsuda, H. Ogawa
    • 雑誌名

      Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 104

      ページ: 19831-19836

    • 関連する報告書
      2009 自己評価報告書
  • [雑誌論文] How processing of aspartylphosphate is coupled to lumenal gating of the ion pathway in the calcium pump2007

    • 著者名/発表者名
      C. Toyoshima
    • 雑誌名

      Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 104

      ページ: 19831-19836

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Domain organization and movements in heavy metal ion pumps: Papain digestion of CopA, a Cu^+-transporting ATPase2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Hatori
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem. 282

      ページ: 25213-25221

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystal structure of the sodium-potassium pump at 2.4 A resolution

    • 著者名/発表者名
      T. Shinoda
    • 雑誌名

      Nature (掲載確定)(in press)

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] How Ca^<2+>-ATPase pumps ions across the sarcoplasmic reticulum membrane

    • 著者名/発表者名
      C. Tovoshima
    • 雑誌名

      Biochem. Biophys. Acta (掲載確定)(in press)

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Do lipid bilayers followmovements of transmembrane helices? If so, to what extent2011

    • 著者名/発表者名
      C. Toyoshima
    • 学会等名
      The EMBO Meeting
    • 発表場所
      Vienna, Austria
    • 年月日
      2011-09-12
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] A Structural view on ion pumping by Ca^<2+>-ATPase.2010

    • 著者名/発表者名
      C.Toyoshima
    • 学会等名
      2010FASEB Summer Research Conferences
    • 発表場所
      Snowmass Village, Colorado USA
    • 年月日
      2010-06-06
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 放射光が明らかにするCa^<2+>ポンプのイオン輸送機構2010

    • 著者名/発表者名
      豊島近
    • 学会等名
      ノーベル化学賞記念シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2010-03-06
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] A structural view on ionpumping by Ca^<2+>-ATPase2010

    • 著者名/発表者名
      C. Toyoshima
    • 学会等名
      FASEB SummerResearch Conferences, Transport ATPase : From molecules to maladies
    • 発表場所
      Snowmass, Colorado, USA(Key Note Lecture)
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 結晶構造から見たCa^<2+>-ATPaseのイオン輸送・エネルギー変換機構2009

    • 著者名/発表者名
      豊島近
    • 学会等名
      日本生体エネルギー研究会第35回討論会
    • 発表場所
      旭川
    • 年月日
      2009-12-19
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Structural aspects of cation pumping by P-type ATPase2009

    • 著者名/発表者名
      豊島近
    • 学会等名
      XXXVI International Congress of Physiological Sciences
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2009-07-29
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] A Molecular Machine at Works : The Case of the Calcium Pump Protein2008

    • 著者名/発表者名
      C. Toyoshima
    • 学会等名
      Maestro Lectures on Structure and Function of Membrane Proteins
    • 発表場所
      台湾・台北市
    • 年月日
      2008-11-20
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] How Ca2+ATPase pumps ionsacross the sarcoplasmic reticulummembrane2008

    • 著者名/発表者名
      C. Toyoshima
    • 学会等名
      1st Sir Michael BerridgeLecture, 10th Symposium of the EuropeanCalcium Society
    • 発表場所
      Leuven, Belgium
    • 年月日
      2008-09-17
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] How Ca^<2+> ATPase pumps ions across the salcoplasmic reticulum membrane2008

    • 著者名/発表者名
      C. Toyoshima
    • 学会等名
      第10回欧州カルシウム学会シンポジウム
    • 発表場所
      ベルギー・レーベン
    • 年月日
      2008-09-17
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Crystallization of the calcium pump of skeletal muscle sarcoplasmic reticulum2008

    • 著者名/発表者名
      C. Toyoshima
    • 学会等名
      第21回国際結晶学連合会議
    • 発表場所
      大阪市
    • 年月日
      2008-08-29
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] A Molecular Machine at Works2008

    • 著者名/発表者名
      C. Toyoshima
    • 学会等名
      The Case of the Calcium Pump Protein
    • 発表場所
      Berkeley, USA
    • 年月日
      2008-05-01
    • 関連する報告書
      2009 自己評価報告書
  • [学会発表] A Molecular Machine at Works : The case of the calcium pump protein2008

    • 著者名/発表者名
      C. Toyoshima
    • 学会等名
      The Charles M. and Martha HITCHCOCK LECTURES
    • 発表場所
      アメリカ・バークレー
    • 年月日
      2008-05-01
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] How Ca^<2+>-ATPase Pump ion across the membrane2008

    • 著者名/発表者名
      C. Toyoshima
    • 学会等名
      SPring-8 GPCR Symposium
    • 発表場所
      兵庫県・佐用郡
    • 年月日
      2008-02-26
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Calcium, Proteins, Energy, and Life2008

    • 著者名/発表者名
      C. Toyoshima
    • 学会等名
      Hitchcock Lecture
    • 発表場所
      Berkeley, California, USA
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] How does Ca^<2+>-ATPase pumpions across the membrane2007

    • 著者名/発表者名
      C. Toyoshima
    • 学会等名
      The LuigiSacconi Memorial Lecture in Chemistry
    • 発表場所
      Florence, Italy
    • 年月日
      2007-12-30
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] How does Ca^<2+>-ATPase pump ions across the membrane?2007

    • 著者名/発表者名
      C. Toyoshima
    • 学会等名
      The Luigi Sacconi Memorial Lecture in Chemistry
    • 発表場所
      イタリア・フローレンス
    • 年月日
      2007-10-30
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.iam.u-tokyo.ac.jp/StrBiol/

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.iam.u-tokyo.ac.jp/StrBiol/index.html

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.iam.u-tokyo.ac.jp/StrBiol/index.html

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2018-03-28  

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