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膜輸送体による基質認識・輸送調節機構の構造基盤の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20227003
研究種目

基盤研究(S)

配分区分補助金
研究分野 構造生物化学
研究機関東京大学 (2009-2012)
東京工業大学 (2008)

研究代表者

濡木 理  東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (10272460)

研究分担者 マツラナ アンドレス (MATSURANA ANDRES / MATURANA ANDRES)  名古屋大学, 農学部, 准教授 (10452004)
伊藤 耕一  東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (10262073)
研究期間 (年度) 2008-05-12 – 2013-03-31
研究課題ステータス 採択後辞退 (2012年度)
配分額 *注記
207,870千円 (直接経費: 159,900千円、間接経費: 47,970千円)
2012年度: 27,430千円 (直接経費: 21,100千円、間接経費: 6,330千円)
2011年度: 53,040千円 (直接経費: 40,800千円、間接経費: 12,240千円)
2010年度: 38,350千円 (直接経費: 29,500千円、間接経費: 8,850千円)
2009年度: 36,140千円 (直接経費: 27,800千円、間接経費: 8,340千円)
2008年度: 52,910千円 (直接経費: 40,700千円、間接経費: 12,210千円)
キーワードX 線結晶構造解析 / チャネル / トランスポーター / 電気生理学解析 / 遺伝学解析 / X線結晶構造解析 / 計算機シミュレーション / パッチクランプ / 膜輸送体 / 電気生理学 / 遺伝学
研究概要

輸送体膜蛋白質は,金属イオン,糖,代謝産物,薬剤などの細胞内への取込みおよび細胞外への排出を厳密に制御し,細胞内の環境を適切に保っている.本研究では,マグネシウム輸送体,鉄輸送体および重金属輸送体などの金属イオン輸送体,光感受性陽イオンチャネル,蛋白質膜透過輸送体,ペプチド輸送体,多剤排出輸送体に関して,(1)X線結晶構造解析による構造的基盤の解明,(2)分子動力学(MD)シミュレーションによる動的側面の解明,(3)in vivo/vitroにおける機能解析による実験的な検証の3つの手法を協奏的に駆使し,(A)その機能本体である輸送の機構,(B)輸送基質の選択機構,(C)輸送の制御機構の3点に着目し、膜輸送体が生命活動を維持するメカニズムを解明した.特に、様々な種類の基質に特異的な膜輸送体の作動機構を比較・統合することにより、膜輸送の本質的なメカニズムを明らかにした。

評価記号
検証結果 (区分)

A+

報告書

(5件)
  • 2013 研究進捗評価(検証) ( PDF )
  • 2011 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2010 実績報告書   自己評価報告書 ( PDF )
  • 研究成果

    (51件)

すべて 2012 2011 2010 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (25件) (うち査読あり 19件) 学会発表 (16件) (うち招待講演 5件) 図書 (8件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Crystal structure of the channelrhodopsin light-gated cation channel2012

    • 著者名/発表者名
      Hideaki E.Kato, Feng Zhang, Ofer Yizhar, Charu Ramakrishnan, Tomohiro Nishizawa, Kunio Hirata, Jumpei Ito, Yusuke Aita, Tomoya Tsukazaki, Shigehiko Hayashi, Peter Hegemann, Andres D.Maturana, Ryuichiro Ishitani, Karl Deisseroth, Osamu Nureki
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 482 号: 7385 ページ: 369-374

    • DOI

      10.1038/nature10870

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure and function of a membrane component SecDF that enhances protein export2011

    • 著者名/発表者名
      T.Tsukazaki,H.Mori,Y.Ech izen,R.Ishitani, S.Fukai,T.Tanaka,A.Perederina,D.G.Vassylyev, T.Koh no,A.D.Maturana, K.Itoand O.
    • 雑誌名

      NurekiNature

      巻: 474 ページ: 235-238

    • 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 autotaxin and insig ht into GPCR activation by lipid mediat ors2011

    • 著者名/発表者名
      H. Nishimasu, S.Okudaira, K.Ha ma, E.Mihara, N.Dohmae, A.Inoue, R.Ishitani, J.Takagi, J.Aokiand O.
    • 雑誌名

      NurekiNat.Struct.Mol.Biol

      巻: 18 ページ: 205-212

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] tructure and function of SecDF, a protein export-enhancing membrane component2011

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

      Nature

      巻: 475 号: 7350 ページ: 235-238

    • DOI

      10.1038/nature09980

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystallization and preliminary X-ray diffraction of the first periplasmic domain of SecDF, a translocon-associated membrane protein, from Thermus thermophilus2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Echizen, T. Tsukazaki, N. Dohmae, R. Ishitani and O. Nureki
    • 雑誌名

      Acta Crystallogr. F

      巻: 67 号: 11 ページ: 1367-1370

    • DOI

      10.1107/s1744309111031885

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure and function of a membrane component SecDF that enhances protein export2011

    • 著者名/発表者名
      T.Tsukazaki(8名), A.Maturana, K.Ito, O.Nureki
    • 雑誌名

      Nature in press

    • 関連する報告書
      2010 自己評価報告書
  • [雑誌論文] Crystal structure of autotaxin and insight into GPCR activation by lipid mediators2011

    • 著者名/発表者名
      S.Nishimasu, et al.
    • 雑誌名

      Nat.Struct.Mol.Biol.

      巻: 18 ページ: 3912-3917

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure and function of a membrane component SecDF that enhances protein export2011

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

      Nature

      巻: (掲載確定)

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular mechanisms underlying the ea rly stage of protein translocation throug h the Sec translocon2010

    • 著者名/発表者名
      T.Mori,R..Ishita ni,T. Tsukazaki, O,Nureki and Y
    • 雑誌名

      Sug itaBiochemistry

      巻: 49 ページ: 945-950

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular mechanisms underlying the early stage of protein translocation through the Sec translocon.2010

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

      Biochemistry

      巻: 49 ページ: 945-950

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mg^2+-dependent gating of bacterial MgtE channel underlies Mg^2+ homeostasis2009

    • 著者名/発表者名
      M. Hattori, N. Iwase, N. Furuya, Y. Tana ka, T. Tsukazaki, R. Ishitani, M. E. Ma guire, K. Ito, A. Maturana and O
    • 雑誌名

      Nure ki EMBO J

      巻: 28 ページ: 3602-3612

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural basis for translational fidelity ensured by tRNA lysidine synthetase2009

    • 著者名/発表者名
      K. Nakanishi, L. Bonnefond, S. Kimura, T. Suzuki, R. Ishitani and O
    • 雑誌名

      Nureki.Nature

      巻: 461 ページ: 1144-1148

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural basis of novel interactions bet ween the small-GTPase and GDI-like do mains in prokaryotic FeoB iron transport er2009

    • 著者名/発表者名
      M. Hattori, Y. Jin, H. Nishimasu, Y. Tanaka, M. Mochizuki, T. Uchiumi, R. Ishitani, K. Ito and O.
    • 雑誌名

      Nureki.Structure

      巻: 17 ページ: 1345-1355

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystallization and preliminary X-ray dif fraction analysis of the truncated cytosol ic domain of the iron transporter FeoB2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Jin, M. Hattori, H. Nisimasu, R. Is hitani and O.
    • 雑誌名

      NurekiActa.Crystallogr.Sect.F

      巻: 65 ページ: 784-787

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tuberous Sclerosis Tumor Suppressor C omplex-like Complexes Act as GTPase-a ctivating Proteins for Ral GTPases2009

    • 著者名/発表者名
      R. Shirakawa, S.Fukai, M.Kawato, T.Hi gashi, H. Kondo, T.Ikeda, E.Nakayam a, K.Okawa, O.Nureki, T.Kimura, T.Kita and H. Horiuchi.J
    • 雑誌名

      Biol. Chem

      巻: 284 ページ: 21580-21588

    • 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 cytosolic domainof the cation diffusion facilitator famil y protein2009

    • 著者名/発表者名
      T.Higuchi, M.Hattori, Y.Tanaka, R. Ishitani and O
    • 雑誌名

      Nureki.Proteins

      巻: 76 ページ: 768-771

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pyrrolysyl-tRNA synthetase-tRNA(Pyl) structure reveals the molecular basis of orthogonality2009

    • 著者名/発表者名
      K.Nozawa, P.O'Donogh ue, S.Gundllapalli, Y.Araiso, R. Ishita ni, T. Umehara, D.S^^oll and O.Nureki
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 457 ページ: 1163-1167

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mg^<2+>-dependent gating of bacterial MgtE channel underlies Mg^<2+> homeostasis2009

    • 著者名/発表者名
      M.Hattori(6名), K.Ito, A.Maturana, O.Nureki
    • 雑誌名

      EMBO J. 28

      ページ: 3602-3612

    • 関連する報告書
      2010 自己評価報告書
  • [雑誌論文] Structural basis of novel interactions between the small-GTPase and GDI-like domains in prokaryotic FeoB iron transporter.2009

    • 著者名/発表者名
      M.Hattori(6名), K.Ito, O.Nureki.
    • 雑誌名

      Structure 17

      ページ: 1345-1355

    • 関連する報告書
      2010 自己評価報告書
  • [雑誌論文] Crystal structure of the cytosolic domain of the cation diffusion facilitator family protein.2009

    • 著者名/発表者名
      T.Higuchi(3名), O.Nureki.
    • 雑誌名

      Proteins 76

      ページ: 768-771

    • 関連する報告書
      2010 自己評価報告書
  • [雑誌論文] Conformational transition of Sec machi nery inferred from bacterial SecYE struc tures2008

    • 著者名/発表者名
      T.Tsukazaki, H. Mori, S.Fukai, R.Ishitani, T.Mori, N.Dohmae, A.P erederina, Y.Sugita, D.G.Vassylyev, K.Ito and O.Nureki
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 455 ページ: 988-91

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mg^2+-sensing mechanism of Mg2+ trans porter MgtE probed by molecular dyna mics study2008

    • 著者名/発表者名
      R.Ishitani, Y.Sugita, N.Dohmae, N.Furuya, M.Hattori, and O.
    • 雑誌名

      Nureki Proc. Natl. Acad. USA

      巻: 105 ページ: 15393-15398

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Regulation of platelet dense granule se cretion by the Ral GTPase-Exocyst path way2008

    • 著者名/発表者名
      M.kawato, R.Shirakawa, H.Kon do, T.Higashi, T. Ikeda, K.Okawa, S.Fukai, O.Nureki, T.Kita, H.Horiuchi J
    • 雑誌名

      Biol. Chem

      巻: 283 ページ: 166-174

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Conformational transition of Sec machinery inferred from bacterial SecYE structures2008

    • 著者名/発表者名
      T.Tsukazaki(9名), O.Nureki.
    • 雑誌名

      Nature 455

      ページ: 988-991

    • 関連する報告書
      2010 自己評価報告書
  • [雑誌論文] Mg^<2+>-sensing mechanism of Mg^<2+> transporter MgtE probed by molecular dynamics study2008

    • 著者名/発表者名
      R.Ishitani(4名), O.Nureki
    • 雑誌名

      Proc.Natl.Acad.USA. 105

      ページ: 15393-15398

    • 関連する報告書
      2010 自己評価報告書
  • [学会発表] Structure of complexes of multidrug exporter and screened cyclic peptides for structure-based inhibitor design2012

    • 著者名/発表者名
      O. Nureki
    • 学会等名
      Gordon Research Conference “Ligand Recognition & Molecular Gating”
    • 発表場所
      Ventura, CA, USA
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Structural basis for light-gated cation conductance by channelrhodopsin2012

    • 著者名/発表者名
      O. Nureki
    • 学会等名
      15th International Conference on Retinal Proteins
    • 発表場所
      Ascona, Switzerland
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The 2011 International Symposium onAminoacyl-tRNA Synthetases2011

    • 著者名/発表者名
      O.Nureki
    • 学会等名
      Archaeal elongation factor acts an omnipotent carrier GTPase in translational elongation, termination and mRNA syrveillance
    • 発表場所
      Snowbird, Utah, USA
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Structural Basis for Dynamic Protein Translocation Across Plasma membrane by Sec Machinery2011

    • 著者名/発表者名
      Osamu Nureki
    • 学会等名
      Symposium of Biomolecular Structure and Dynamics
    • 発表場所
      KAIST, Daejeon, Korea
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Structural Basis for Dynamic Protein Translocation Across Plasma membrane by Sec Machinery2011

    • 著者名/発表者名
      Osamu Nureki
    • 学会等名
      Taiwan-Japan Joint Seminar on Crystallography
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Structure and functional mechanism of membrane transporters: Structure determination from nano-crystals2011

    • 著者名/発表者名
      O. Nureki, H. Kato, Y. Tanaka, S. Douki, T. Nishizawa, T. Tsukazaki, R. Ishitani
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      Yokohama,Kanagawa, Japan
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Structural basis for the gating mechanism of cation and polypeptide channels2010

    • 著者名/発表者名
      O.Nureki
    • 学会等名
      The 2^<nd> Annual Meeting of Structural Biology of Membrane Proteins
    • 発表場所
      Basel, Switzerland
    • 年月日
      2010-01-09
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] The 10th Conference of the Asian Crystallographic Association2010

    • 著者名/発表者名
      O.Nureki
    • 学会等名
      Structural analysis of bacterial Sec translocon machinery
    • 発表場所
      Busan,Korea
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] The 2 nd Annual Meeting of Structural Biology of Membrane Proteins2010

    • 著者名/発表者名
      O.Nureki
    • 学会等名
      Structural basis for the gating mechanism of cation and polypeptide channels
    • 発表場所
      Basel, Switzerland
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Structural analysis of bacterial Sec translocon machinery2010

    • 著者名/発表者名
      T.Tsukazaki, H.Mori, K.Ito, O.Nureki
    • 学会等名
      The 10^<th> Conference of the Asian Crystallographic Association
    • 発表場所
      Busan, Korea
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書 2010 自己評価報告書
  • [学会発表] 11th International Congress on Amino Acids, Peptides and Proteins2009

    • 著者名/発表者名
      O.Nureki
    • 学会等名
      Genetic code expansion by non-canonical tRNA synthetases
    • 発表場所
      Vienna,Austria
    • 年月日
      2009-08-06
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] VIII European Symposium of The Protein Society2009

    • 著者名/発表者名
      O. Nureki
    • 学会等名
      Multiple conformational states of Sec machinery components implicated from bacterial SecYE crystal structure
    • 発表場所
      Zurich, Switzerland
    • 年月日
      2009-06-16
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Multiple conformational states of Sec machinery components implicated from bacterial SecYE crystal structure2009

    • 著者名/発表者名
      O.Nureki
    • 学会等名
      VIII European Symposium of The Protein Society
    • 発表場所
      Zurich, Switzerland
    • 年月日
      2009-06-16
    • 関連する報告書
      2010 自己評価報告書
  • [学会発表] The Joint 2nd Pacific Rim International Conference on Protein Science2008

    • 著者名/発表者名
      O. Nureki
    • 学会等名
      Gating control; mechanism of magnesium transporter MgtE
    • 発表場所
      Cairns, Australia
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Gating control ; mechanism of magnesium transporter MgtE2008

    • 著者名/発表者名
      O.Nureki
    • 学会等名
      The Joint 2^<nd> Pacific Rim International Conference on Protein Science
    • 発表場所
      Cairns, Australia
    • 関連する報告書
      2010 自己評価報告書
  • [学会発表] Crystal structure of the MgtE Mg^<2+> transporter2008

    • 著者名/発表者名
      O.Nureki
    • 学会等名
      Gordon Research Conference-Magnesium in Biochemical Processes & Medicine
    • 発表場所
      Ventura, CA, USA
    • 関連する報告書
      2010 自己評価報告書
  • [図書] タンパク質を膜透過させる分子装置2011

    • 著者名/発表者名
      塚崎智也
    • 出版者
      濡木理化学工業
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [図書] タンパク質を膜透過させる分子装置2011

    • 著者名/発表者名
      塚崎智也
    • 総ページ数
      10
    • 出版者
      細胞工学
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [図書] 細胞工学2011

    • 著者名/発表者名
      塚崎智也, 濡木理
    • 出版者
      タンパク質を膜透過させる分子装置 印刷中
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [図書] ピロリジン翻訳直行性のメカニズム2010

    • 著者名/発表者名
      野澤佳世,石谷隆一郎
    • 出版者
      濡木理生化学
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [図書] ピロリジルtRNA合成における翻訳の直交性の分子構造基盤2009

    • 著者名/発表者名
      濡木理
    • 出版者
      蛋白質核酸酵素5
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [図書] CCA付加反応のダイナミクス2008

    • 著者名/発表者名
      濡木理
    • 出版者
      生化学
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [図書] マグネシウムトランスポーターによる細胞内マグネシウムバランス調節機構2008

    • 著者名/発表者名
      濡木理,服部素之,石谷隆一郎
    • 出版者
      生化学
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [図書] MgtEトランスポーターによるMg2+のホメオスタシス機構2008

    • 著者名/発表者名
      服部素之,濡木理
    • 出版者
      蛋白質核酸酵素
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.nurekilab.net/

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [備考] 濡木研究室ホームページ

    • URL

      http://www.nurekilab.net/

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2008-04-01   更新日: 2019-07-29  

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