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膜タンパク質の新規構造解析技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K06033
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分43020:構造生物化学関連
研究機関九州大学

研究代表者

嶋田 睦  九州大学, 生体防御医学研究所, 准教授 (70391977)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード膜タンパク質 / 脂質二重膜 / 電子顕微鏡
研究開始時の研究の概要

生体高分子の一つであるタンパク質の構造決定は、その機能の理解に不可欠であり、創薬の現場においてこれまで顕著に貢献してきた。本申請は重要な創薬ターゲットである、脂質二重膜中に存在し、機能する膜タンパク質の、より生体内に近い、脂質二重膜中における構造情報を、簡便、高効率に取得できる新技術の開発を目指すものである。この技術は既存技術と比較して質、量、両面で多くの利点を持ち、今後、膜タンパク質の構造生物学を大きく変革する可能性がある。

研究成果の概要

まず開発した新技術の膜タンパク質高分解能構造解析への適用については、4つの独立したグループと共同で推進した。そのうち1つのグループでは顕著な進捗が見られ、開発した新技術がクライオ電子顕微鏡による膜タンパク質高分解能構造解析に適した手法であることを確認できた。次に複数の異なる膜タンパク質を用いた新技術の汎用性の検討に関しては、8種類の新規標的膜タンパク質からのデータ取得に成功し、本手法が汎用性の高い手法であることを確認できた。最後に、新技術を免疫染色と組み合わせた手法についても2種類の新規標的膜タンパク質からのデータ取得に成功し、良好なデータを取得するための条件検討も進捗した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

開発した新技術は研究期間中に、膜タンパク質の高分解能解析を目指した3つのアカデミア研究者との共同研究につながっており、今後の論文発表により、さらに多くのアカデミア研究者に利用されることが期待される。今後この新技術の利用により、膜タンパク質の関与する多くの生命現象が解明されることが期待されるため、学術的意義は大きいと考えられる。さらに、研究期間中に新技術は2社の製薬企業との共同研究でも利用された。この新技術は特に創薬上の利用可能性が高いと考えられるため、今後より多くの製薬企業に利用されることで、より効率的に、より安全な医薬品の開発が進むことが期待され、社会的意義も大きいと考えられる。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件) (うち招待講演 1件) 備考 (2件) 産業財産権 (5件) (うち外国 4件)

  • [雑誌論文] CHLOROPLAST UNUSUAL POSITIONING 1 is a plant-specific actin polymerization factor regulating chloroplast movement2023

    • 著者名/発表者名
      Kong Sam-Geun、Yamazaki Yosuke、Shimada Atsushi、Kijima Saku T、Hirose Keiko、Katoh Kaoru、Ahn Jeongsu、Song Hyun-Geun、Han Jae-Woo、Higa Takeshi、Takano Akira、Nakamura Yuki、Suetsugu Noriyuki、Kohda Daisuke、Uyeda Taro Q P、Wada Masamitsu
    • 雑誌名

      The Plant Cell

      巻: 36 号: 4 ページ: 1159-1181

    • DOI

      10.1093/plcell/koad320

    • 関連する報告書
      2023 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] Effects of targeting signal mutations in a mitochondrial presequence on the spatial distribution of the conformational ensemble in the binding site of Tom202022

    • 著者名/発表者名
      Xiling Han, Nobuo Maita, Atsushi Shimada, Daisuke Kohda
    • 雑誌名

      Protein Science

      巻: 31 号: 10

    • DOI

      10.1002/pro.4433

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 脂質二重膜中での高次タンパク質集合のイメージング2022

    • 著者名/発表者名
      嶋田 睦
    • 学会等名
      第95回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/atsushi_shimada

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] 九州大学研究者情報

    • URL

      https://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K004442/index.html

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [産業財産権] 膜タンパク質分析用基板、膜タンパク質分析用基板の製造方法、膜タンパク質の分析方法及び膜タンパク質分析用グリッド2023

    • 発明者名
      嶋田 睦
    • 権利者名
      国立大学法人九州大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2023
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 膜タンパク質分析用基板、膜タンパク質分析用基板の製造方法、膜タンパク質の分析方法及び膜タンパク質分析用グリッド2021

    • 発明者名
      嶋田 睦
    • 権利者名
      国立大学法人九州大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2021
    • 取得年月日
      2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 膜タンパク質分析用基板、膜タンパク質分析用基板の製造方法、膜タンパク質の分析方法及び膜タンパク質分析用グリッド2021

    • 発明者名
      嶋田 睦
    • 権利者名
      国立大学法人九州大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2021
    • 取得年月日
      2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 膜タンパク質分析用基板、膜タンパク質分析用基板の製造方法、膜タンパク質の分析方法及び膜タンパク質分析用グリッド2021

    • 発明者名
      嶋田 睦
    • 権利者名
      国立大学法人九州大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 膜タンパク質分析用基板、膜タンパク質分析用基板の製造方法、膜タンパク質の分析方法及び膜タンパク質分析用グリッド2021

    • 発明者名
      嶋田 睦
    • 権利者名
      国立大学法人九州大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2021
    • 取得年月日
      2022
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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