Secトランスロコンマシーナリーの解明

• 研究課題/領域番号: 21770135
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 機能生物化学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 塚崎 智也 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教 (80436716)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2011年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2010年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2009年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: タンパク質 / 膜透過 / 膜タンパク質 / 膜組込 / トランスロコン / Sec / 構造解析 / 構造生物学 / 蛋白質 / トランスコロン / 膜蛋白質

研究概要

細胞内でリボソームにより合成されたタンパク質が生体膜を超えて輸送される際に重要な役割を果たす膜タンパク質SecDFの詳細構造を,世界で初めて解明した。その構造から「生体膜を隔てた陽イオンの濃度差を利用してSecDFが大きな構造変化を繰り返し,膜を超えたタンパク質輸送に関与する」という新たな仮説を提唱し,いくつかの生化学と生物物理学の手法を駆使してこの仮説を立証した。生命体に欠くことのできない基本的な生命現象の一つであるタンパク質の輸送を原子レベルで解析した本研究成果は,当該分野のみならず,膜を超えた細胞内外へのイオンや薬剤等の輸送の研究にも大きな影響を与えることが期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Crystal structure of the channelrhodopsin light-gated cation channel (2012)
  • 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
  • 査読あり
• [雑誌論文] tructure and function of SecDF, a protein export-enhancing membrane component (2011)
  • 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
  • 査読あり
• [雑誌論文] The mechanism of protein export enhancement by the SecDF membrane component (2011)
  • 著者名/発表者名: Tsukazaki, T. and Nureki, O
  • 雑誌名: BIOPHYSICS 巻: 7 ページ: 129-133
  • NAID: 130001253088
  • URL: https://www.jstage.jst.go.jp/article/biophysics/7/0/7_0_129/_article
• [雑誌論文] Crystallization and preliminary X-ray diffraction of the first periplasmic domain of SecDF, a translocon-associated membrane protein, from Thermus thermophilus (2011)
  • 著者名/発表者名: Echizen, Y., Tsukazaki, T., Dohmae, N., Ishitani, R. and Nureki, O
  • 雑誌名: Acta. Crystallograph. Sect. F Struct. Biol. Cryst. Commun 巻: 67 ページ: 1367-1370
  • URL: http://scripts.iucr.org/cgi-bin/paper?S1744309111031885
• [雑誌論文] Secトランスロコンと共に機能するSecDF膜タンパク質の構造 (2011)
  • 著者名/発表者名: 塚崎智也
  • 雑誌名: 生物物理 巻: 51 ページ: 236-237
  • NAID: 10029482527
  • URL: http://www.biophys.jp/journal/journal_vollist.php
• [雑誌論文] 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, 濡木理
  • 雑誌名: 化学工業 巻: 62 ページ: 474-477
  • NAID: 40018847354
  • URL: http://www.kako-sha.co.jp/
• [雑誌論文] Crystallization and preliminary X-ray diffraction of the first periplasmic domain of SecDF, a translocon-associated membrane protein, from Thermus thermophilus (2011)
  • 著者名/発表者名: 越前友香, 他3名
  • 雑誌名: Acta.Crystallograph.Sect.F Struct.Biol.Cryst.Commun. 巻: 67 ページ: 1367-1370
  • 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: Mori, T., Ishitani, R., Tsukazaki, T., Nureki, O. and Sugita, Y
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: 49 ページ: 945-950
  • URL: http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/bi901594w
• [雑誌論文] 結晶化用蛋白質の精製法～SecDF膜蛋白質をモデルとして～ (2010)
  • 著者名/発表者名: 塚崎智也
  • 雑誌名: 蛋白質科学会アーカイブ3 巻: e056
  • URL: http://www.pssj.jp/archives/Protocol/Purification/cryst_03/cryst_03_01.html
• [雑誌論文] Conformational Transition of Sec Machinery Inferred from Bacterial SecYE Structures (2010)
  • 著者名/発表者名: 塚崎智也
  • 雑誌名: Spring-8 Research Frontiers 2009 ページ: 30-31
  • NAID: 10025975982
• [雑誌論文] 結晶化用膜蛋白質の精製法～SecDF膜蛋白質をモデルとして～ (2010)
  • 著者名/発表者名: 塚崎智也
  • 雑誌名: 蛋白質科学会アーカイブ 3
  • 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: 森貴治
  • 雑誌名: Biochemistry 49 ページ: 945-950
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mg^<2+>-dependent gating ofbacterial MgtE channel underlies Mg^<2+> homeostasis (2009)
  • 著者名/発表者名: Hattori, M., Iwase, N., Furuya, N., Tanaka, Y., Tsukazaki, T., Ishitani, R., Maguire, M. E., Ito, K. and Nureki, O
  • 雑誌名: EMBO J 巻: 28 ページ: 3602-361
  • URL: http://www.nature.com/emboj/jurnal/v28/n22/abs/emboj2009288a.html
• [雑誌論文] 細菌型Secトランスロコンの構造から明らかとなったタンパク (2009)
  • 著者名/発表者名: 塚崎智也, 森博幸
  • 雑誌名: 質膜透過装置の構造変化生物物理 巻: 49 ページ: 288-289
  • URL: http://www.biophys.jp/journal/journal_vollist.php
• [雑誌論文] 立体構造解析からみえてきたSecAによる蛋白質の膜透過の駆動機構 (2009)
  • 著者名/発表者名: 森博幸, 塚崎智也
  • 雑誌名: 蛋白質核酸酵素 巻: 54 ページ: 685-695
  • NAID: 40016639055
• [雑誌論文] 細菌型Secトランスロコンの構造から明らかとなったタンパク質膜透過装置の構造変化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 塚崎智也
  • 雑誌名: 生物物理 49 ページ: 288-289
  • NAID: 10025975982
  • 査読あり
• [雑誌論文] 立体構造解析からみえてきたSecAによる蛋白質の膜透過の駆動機構 (2009)
  • 著者名/発表者名: 森博幸
  • 雑誌名: 蛋白質核酸酵素 54 ページ: 685-695
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mg^<2+>-dependent gating of bacterial MgtE channel underlies Mg^<2+> homeostasis (2009)
  • 著者名/発表者名: 服部素之
  • 雑誌名: EMBO J. 28 ページ: 3602-3612
  • 査読あり
• [学会発表] Structure and function of a membrane component SecDF that enhances protein export (2012)
  • 著者名/発表者名: 塚崎智也
  • 学会等名: Gordon Conference on Protein Transport Across Cell Membranes
  • 発表場所: ホテルガルベス(テキサス州アメリカ合衆国)
  • 年月日: 2012-03-12
• [学会発表] タンパク質の膜透過を促進する膜タンパク質SecDFの構造と機能 (2011)
  • 著者名/発表者名: 塚崎智也
  • 学会等名: 過渡的複合体公開シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学薬学部(東京都)
  • 年月日: 2011-07-21
• [学会発表] タンパク質の膜透過を促進する膜タンパク質SecDFの構造と機能 (2011)
  • 著者名/発表者名: 塚崎智也
  • 学会等名: 「過渡的複合体」公開シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学薬学部(東京都)(招待講演)
  • 年月日: 2011-07-21
• [学会発表] Structure, function and evolution of the bacterial protein translocation machinery (2010)
  • 著者名/発表者名: 森博幸
  • 学会等名: BMB2010
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド(兵庫県)
  • 年月日: 2010-12-10
• [学会発表] Secトランスロコンと共に機能するSecDF膜タンパク質の構造 (2010)
  • 著者名/発表者名: 塚崎智也
  • 学会等名: 第48回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 東北大学川内キャンパス(宮城県)
  • 年月日: 2010-09-20
• [学会発表] Crystal structure of SecDF, a Sec translocon-associated membrane protein (2010)
  • 著者名/発表者名: 塚崎智也
  • 学会等名: The 3rd International Symposium on Protein Community
  • 発表場所: ホテル日航奈良(奈良県)
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] Crystallization trial of SecDF in space (2010)
  • 著者名/発表者名: 今吉啓一
  • 学会等名: The 3rd International Symposium on Protein Community
  • 発表場所: ホテル日航奈良(奈良県)
  • 年月日: 2010-09-13
• [学会発表] Purification and crystallization of Thermus thermophilus SecYEG (2010)
  • 著者名/発表者名: 鹿島絢子
  • 学会等名: The 3rd International Symposium on Protein Community
  • 発表場所: ホテル日航奈良(奈良県)
  • 年月日: 2010-09-13
• [学会発表] Secトランスロコンと共に機能するSecDF膜蛋白質の結晶構造 (2010)
  • 著者名/発表者名: 塚崎智也
  • 学会等名: 第10回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター(北海道)
  • 年月日: 2010-06-18
• [学会発表] Structural Analysis of Bacterial Sec Translocon Machinery (2010)
  • 著者名/発表者名: 塚崎智也
  • 学会等名: International Symposium : Fifty Years of Biophysics Research at Nagoya University
  • 発表場所: 名古屋大学(愛知県)
  • 年月日: 2010-03-14
• [学会発表] Structural Analysis of Bacterial Sec Translocon Machinery (2010)
  • 著者名/発表者名: 塚崎智也
  • 学会等名: International Symposium : Fifty Years of Biophysics Research at Nagoya University
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2010-03-14
• [学会発表] Structural analysis of bacterial Sec translocon machinery (2010)
  • 著者名/発表者名: 塚崎智也
  • 学会等名: Gordon Research Conferences : Protein Transport Across Cell Membranes
  • 発表場所: ホテルガルベス(テキサス州アメリカ合衆国)
  • 年月日: 2010-03-11
• [学会発表] Structural analysis of bacterial Sec translocon machinery (2010)
  • 著者名/発表者名: 塚崎智也
  • 学会等名: Gordon Research Conferences : Protein Transport Across Cell Membranes
  • 発表場所: アメリカ合衆国・ガルベストン
  • 年月日: 2010-03-11
• [学会発表] Structural Analysis of Bacterial Sec Translocon machinery (2009)
  • 著者名/発表者名: 塚崎智也
  • 学会等名: International Symposium : Innovative Nanoscience of Supermolecular Motor Proteins Working in Biomembranes
  • 発表場所: 京都大学(京都府)
  • 年月日: 2009-09-08
• [学会発表] Structural Analysis of Bacterial Sec Translocon machinery (2009)
  • 著者名/発表者名: 塚崎智也
  • 学会等名: International Symposium : Innovative Nanoscience of Supermolecular Motor Proteins Working in Biomembranes
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2009-09-08
• [学会発表] Conformational transition of Sec machinery inferred from bacterial SecYE structures (2009)
  • 著者名/発表者名: 塚崎智也
  • 学会等名: VIII European Symposium of The Protein Society
  • 発表場所: スイス・チューリッヒ
  • 年月日: 2009-06-16
• [学会発表] 細菌型Secトランスロコンの構造から明らかとなったタンパク質膜透過装置の構造変化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 塚崎智也
  • 学会等名: 第9回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 全日空ホテルニュースカイ(熊本県)
  • 年月日: 2009-05-21
• [学会発表] 細菌型Secトランスロコンの構造から明らかとなったタンパク質膜透過装置の構造変化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 塚崎智也
  • 学会等名: 第9回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 2009-05-21
• [備考]
  • URL: http://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/press/2011/10.html
• [備考]
  • URL: http://first.lifesciencedb.jp/archives/2915
• [備考]
  • URL: http://first.lifesciencedb.jp/archives/2915
• [備考]
  • URL: http://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/press/2011/10.html