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超高感度in cell NMRによるヒト生細胞内蛋白質の立体構造解析

研究課題

研究課題/領域番号 20H03191
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分43020:構造生物化学関連
研究機関横浜国立大学

研究代表者

児嶋 長次郎  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (50333563)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2022年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2021年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2020年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
キーワードNMR / 蛋白質 / 立体構造解析 / 立体構造 / 細胞
研究開始時の研究の概要

蛋白質の分子機能は立体構造によって制御されている。NMRは細胞内の蛋白質を細胞が生きている状態のまま構造解析できる唯一の手法である。しかし、生細胞内での蛋白質の構造解析は再現性や検出感度に問題があり、今までヒト細胞中での構造決定の成功例はない。そこで、本研究では独自技術で超高感度化に成功した生細胞内NMR技術を用いて、ヒト生細胞内蛋白質の立体構造解析に挑戦する。

研究成果の概要

蛋白質の分子機能は立体構造によって制御されている。NMRは細胞内の蛋白質を細胞が生きている状態のまま構造解析できる唯一の手法であるが、生細胞内での蛋白質の構造解析は再現性や検出感度に問題があり、今までヒト細胞中での構造決定の成功例はない。そこで、本研究では独自技術で超高感度化に成功した生細胞内NMR法(in vivo/in cell NMR)を用いてヒト生細胞内蛋白質の立体構造解析技術を開発した。また、超高感度化した生細胞内NMR法を発展させ、ヒト生細胞内の蛋白質の立体構造変化やリン酸代謝のリアルタイム計測を実現した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

蛋白質の機能は立体構造によって制御されています。NMRは細胞内の蛋白質を細胞が生きている状態のまま構造解析できる唯一の手法ですが、生細胞内での蛋白質の立体構造解析技術には再現性や検出感度に問題がありました。本研究では独自技術で超高感度化に成功したNMR技術を用い、ヒト生細胞内蛋白質の立体構造決定に成功しました。この研究の成果は、生体内での蛋白質の構造解析において画期的な進展であり、蛋白質研究や医薬品開発における重要な貢献が期待されます。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 4件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 4件、 招待講演 4件) 図書 (3件)

  • [国際共同研究] UConn Health(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Czech Academy of Sciences/Czech Technical University(チェコ)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Korea Basic Science Institute/University of Science and Technology/Chungnam National University(韓国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Korea Basic Science Institute/University of Science and Technology/Chungnam National University(韓国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Biological Magnetic Resonance Data Bank2022

    • 著者名/発表者名
      Hoch Jeffrey C、Baskaran Kumaran、Burr Harrison、Chin John、Eghbalnia Hamid?R、Fujiwara Toshimichi、Gryk Michael?R、Iwata Takeshi、Kojima Chojiro、Kurisu Genji、Maziuk Dmitri、Miyanoiri Yohei、Wedell Jonathan?R、Wilburn Colin、Yao Hongyang、Yokochi Masashi
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 51 号: D1 ページ: D368-D376

    • DOI

      10.1093/nar/gkac1050

    • 関連する報告書
      2022 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] Multifunctional chemical inhibitors of the florigen activation?complex discovered by structure‐based high‐throughput screening2022

    • 著者名/発表者名
      Taoka Ken‐ichiro、Kawahara Ikumi、Shinya Shoko、Harada Ken‐ichi、Yamashita Eiki、Shimatani Zenpei、Furuita Kyoko、Muranaka Tomoaki、Oyama Tokitaka、Terada Rie、Nakagawa Atsushi、Fujiwara Toshimichi、Tsuji Hiroyuki、Kojima Chojiro
    • 雑誌名

      The Plant Journal

      巻: 112 号: 6 ページ: 1337-1349

    • DOI

      10.1111/tpj.16008

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] NMR determination of the 2:1 binding complex of naphthyridine carbamate dimer (NCD) and CGG/CGG triad in double-stranded DNA2022

    • 著者名/発表者名
      Yamada Takeshi、Furuita Kyoko、Sakurabayashi Shuhei、Nomura Makoto、Kojima Chojiro、Nakatani Kazuhiko
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 50 号: 17 ページ: 9621-9631

    • DOI

      10.1093/nar/gkac740

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Physicochemical characterization of the catalytic unit of hammerhead ribozyme and its relationship with the catalytic activity.2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyuki Tanaka, Daichi Yamanaka, Saori Morioka, Taishi Yamaguchi, Masayuki Morikawa, Takashi S. Kodama, Vladimir Sychrovsky, Chojiro Kojima and Yoshikazu Hattori
    • 雑誌名

      Biophysica

      巻: 127 号: 3 ページ: 221-239

    • DOI

      10.3390/biophysica2030022

    • 関連する報告書
      2022 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] <sup>19</sup>F chemical library and <sup>19</sup>F-NMR for a weakly bound complex structure2022

    • 著者名/発表者名
      Shinya Shoko、Katahira Ritsuko、Furuita Kyoko、Sugiki Toshihiko、Lee Young-Ho、Hattori Yoshikazu、Takeshita Kohei、Nakagawa Atsushi、Kokago Aoi、Akagi Ken-ichi、Oouchi Muneki、Hayashi Fumiaki、Kigawa Takanori、Takimoto-Kamimura Midori、Fujiwara Toshimichi、Kojima Chojiro
    • 雑誌名

      RSC Medicinal Chemistry

      巻: 13 号: 9 ページ: 1100-1111

    • DOI

      10.1039/d2md00170e

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Crystal structure of potato 14-3-3 protein St14f revealed the importance of helix I in StFDL1 recognition2022

    • 著者名/発表者名
      Harada Ken-ichi、Furuita Kyoko、Yamashita Eiki、Taoka Ken-ichiro、Tsuji Hiroyuki、Fujiwara Toshimichi、Nakagawa Atsushi、Kojima Chojiro
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 11596-11596

    • DOI

      10.1038/s41598-022-15505-y

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 1H, 13C, and 15N resonance assignments of human glutathione peroxidase 42022

    • 著者名/発表者名
      Furuita Kyoko、Inomata Kouki、Sugiki Toshihiko、Kobayashi Naohiro、Fujiwara Toshimich、Kojima Chojiro
    • 雑誌名

      Biomolecular NMR Assignments

      巻: 16 号: 2 ページ: 267-271

    • DOI

      10.1007/s12104-022-10090-7

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cooperative regulation of PBI1 and MAPKs controls WRKY45 transcription factor in rice immunity2022

    • 著者名/発表者名
      Ichimaru Kota、Yamaguchi Koji、Harada Kenichi、Nishio Yusaku、Hori Momoka、Ishikawa Kazuya、Inoue Haruhiko、Shigeta Shusuke、Inoue Kento、Shimada Keita、Yoshimura Satomi、Takeda Takumi、Yamashita Eiki、Fujiwara Toshimichi、Nakagawa Atsushi、Kojima Chojiro、Kawasaki Tsutomu
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 13 号: 1 ページ: 2397-2397

    • DOI

      10.1038/s41467-022-30131-y

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A hybrid strategy combining solution NMR spectroscopy and isothermal titration calorimetry to characterize protein-nanodisc interaction2022

    • 著者名/発表者名
      Sugiki Toshihiko、Lee Young-Ho、Alsanousi Nesreen、Murata Kaito、Kawamura Izuru、Fujiwara Toshimichi、Hanada Kentaro、Kojima Chojiro
    • 雑誌名

      Analytical Biochemistry

      巻: 639 ページ: 114521-114521

    • DOI

      10.1016/j.ab.2021.114521

    • 関連する報告書
      2021 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] Biochemical propensity mapping for structural and functional anatomy of importin α IBB domain2022

    • 著者名/発表者名
      Jibiki Kazuya、Liu Mo‐yan、Lei Chao‐sen、Kodama Takashi S.、Kojima Chojiro、Fujiwara Toshimichi、Yasuhara Noriko
    • 雑誌名

      Genes to Cells

      巻: 27 号: 3 ページ: 173-191

    • DOI

      10.1111/gtc.12917

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sequence requirements of the FFAT‐like motif for specific binding to VAP‐A are revealed by NMR2021

    • 著者名/発表者名
      Furuita Kyoko、Hiraoka Marina、Hanada Kentaro、Fujiwara Toshimichi、Kojima Chojiro
    • 雑誌名

      FEBS Letters

      巻: 595 号: 17 ページ: 2248-2256

    • DOI

      10.1002/1873-3468.14166

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sensitivity enhancement by sequential data acquisition for 13C-direct detection NMR2021

    • 著者名/発表者名
      Furuita Kyoko、Sugiki Toshihiko、Takamuku Mika、Hattori Yoshikazu、So Masatomo、Kawata Yasushi、Ikegami Takahisa、Fujiwara Toshimichi、Kojima Chojiro
    • 雑誌名

      Journal of Magnetic Resonance

      巻: 322 ページ: 106878-106878

    • DOI

      10.1016/j.jmr.2020.106878

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] NMR tools developed for drug discovery and its application to DNA targeting small molecules2022

    • 著者名/発表者名
      Chojiro Kojima
    • 学会等名
      The 7th International Symposium on Drug Discovery and Design by NMR
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 19F-STD NMR for 3D structure modeling of a weakly bound protein-drug complex2022

    • 著者名/発表者名
      Chojiro Kojima
    • 学会等名
      The 4th International Symposium of Structure-Based Drug Discovery & 2022 Annual Conference of the Korean Society for Structural Biology Joint Symposium
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] In-cell NMR as a sensitive tool to monitor physiological condition of Escherichia coli and HeLa cells2021

    • 著者名/発表者名
      Chojiro Kojima
    • 学会等名
      The 2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 19F-STD NMR for 3D structure modeling of a weakly bound protein-drug complex2021

    • 著者名/発表者名
      Chojiro Kojima
    • 学会等名
      The 2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] 創薬研究のための相互作用解析パーフェクト2021

    • 著者名/発表者名
      編集:津本 浩平、前仲 勝実
    • 総ページ数
      368
    • 出版者
      羊土社
    • ISBN
      9784758122566
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] NMRによる有機材料分析とその試料前処理、データ解釈2021

    • 著者名/発表者名
      執筆者:59名、技術情報協会
    • 総ページ数
      676
    • 出版者
      技術情報協会
    • ISBN
      9784861048609
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] 医学のあゆみ「構造生命科学による創薬への挑戦」2021

    • 著者名/発表者名
      編集:岩崎 憲治
    • 総ページ数
      144
    • 出版者
      医歯薬出版
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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