ロドプシン群の共通構造モチーフの解析

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19370065
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物物理学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 神山 勉 名古屋大学, 理学研究科, 教授 (30170210)
• 研究分担者: 村上 緑 名古屋大学, 理学研究科, 助教 (20324387) ; 井原 邦夫 名古屋大学, 遺伝子実験施設, 助教 (90223297)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• キーワード: 結晶構造解析 / ロドプシン / プロトンポンプ / ハロロドプシン / 視物質 / 古細菌

研究概要

高度好塩菌の光駆動プロトン輸送体(バクテリオロドプシン、アーキロドプシン)、光駆動塩素イオン輸送体(ハロロドプシン)、無脊椎動物系の視物質(イカロドプシン)など、異なる機能を有するロドプシン群蛋白質(=7 回膜貫通型レチナール結合蛋白質)を研究対象とし、それらの立体構造ならびに光誘起構造変化を調べ、ロドプシン群蛋白質の機能発現に必須な構造モチーフについての構造学的情報を得ることを目標として研究を展開した。

研究成果

• [雑誌論文] 視物質および古細菌型ロドプシンの結晶化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 神山 勉
  • 雑誌名: 日本結晶学会誌 51 ページ: 107-111
  • 査読あり
• [雑誌論文] 新しい光受容体の作動機構 (2009)
  • 著者名/発表者名: 神山 勉
  • 雑誌名: パリティ 24 ページ: 68-70
• [雑誌論文] イカロドプシンの結晶構造と無脊椎動物の視覚 (2009)
  • 著者名/発表者名: 村上緑
  • 雑誌名: 生物物理 49 ページ: 15-16
• [雑誌論文] Functionally important structural elements of the cyanobacterial clock-related protein Pex (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Kurosawa, R. Murakami, K. Onai, M. Morishita, D. Hasegawa, R. Iwase, T. Uzumaki, F. Hayashi, T. Kitajima-Ihara, S. Sakata, M. Murakami, T. Kouyama, M. Ishiura
  • 雑誌名: Genes Cells 14 ページ: 1-16
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of xenon binding to a hydrophobic cavity on the proton pumping cycle in bacteriorhodopsin (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Hayakawa, T. Kasahara, D. Hasegawa, K. Yoshimura, M. Murakami, T. Kouyama
  • 雑誌名: J. Mol. Biol 384 ページ: 812-823
  • 査読あり
• [雑誌論文] スルメイカロドプシンのX 線結晶構造解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 村上緑、神山勉
  • 雑誌名: 実験医学 26 ページ: 2237-2240
• [雑誌論文] Crystal structure of squid rhodopsin (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami and T. Kouyama
  • 雑誌名: Nature 453 ページ: 363-367
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural role of bacterioruberin in the trimeric structure of archaerhodopsin-2 (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Yoshimura and T. Kouyama
  • 雑誌名: J. Mol. Biol 375 ページ: 1267-1281
  • 査読あり
• [雑誌論文] A halorhodopsin-overproducing mutant isolated from an extremely haloalkaliphilic archaeon Natronomonas pharaonis (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Ihara, A. Narusawa, K. Maruyama, M. Takeguchi, T. Kouyama
  • 雑誌名: FEBS Lett 582 ページ: 2931-2936
  • 査読あり
• [雑誌論文] Salinibacter sensory rhodopsin : sensory rhodopsin I-like protein from a eubacterium (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Kitajima-Ihara, Y. Furutani, D. Suzuki, K. Ihara K, H. Kandori, M. Homma, Y. Sudo
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 283 ページ: 23533-23541
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystallization and crystal properties of squid rhodospin (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami, R. Kitahara, T. Gotoh, and T. Kouyama
  • 雑誌名: Acta Crystallogr F63 ページ: 475-479
  • 査読あり
• [雑誌論文] Halide binding by the D212N mutant of Bacteriorhodopsin affects hydrogen bonding of water in the active site (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Shibata, M Yoshitsugu, N,Mizuide, K. Ihara H,Kandori
  • 雑誌名: Biochemistry 46 ページ: 7525-7535
  • 査読あり
• [雑誌論文] バクテリオロドプシンのプロトン輸送機構 : 蛋白質中のプロトンと水分子の動き (2007)
  • 著者名/発表者名: 前田章夫、神山勉
  • 雑誌名: 蛋白質・核酸・酵素 9, 52 ページ: 1314-1321
  • 査読あり
• [雑誌論文] White and H.Stan-Lotter Halorubrum chaoviator sp. Nov., a haloarchaeon isolated from sea salt in Baja California, Mexico, Western Australia and Naxos
  • 著者名/発表者名: R. L.Mancinelli, R.Landheim, C.Sanchez-Porro, M.Dornmayr-Pfaffenhuemer, C. Gruber, A. Legat, A. Ventosa, C. Radax, K. Ihara, M. R
  • 雑誌名: Greece. Int. J. System. Evol. Microbiol (in press)
  • 査読あり
• [学会発表] イカロドプシン光反応初期中間体の構造解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 村上緑, 神山勉
  • 学会等名: 第4回日本生物物理学会中部支部討論会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2009-03-31
• [学会発表] イカロドプシン光異性化反応の構造解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 村上緑
  • 学会等名: シンポジウム : 名大の生物物理の生誕50周年
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2009-03-26
• [学会発表] 好アルカリ性好塩菌由来Natronomonas pharaonisのハロロドプシンの結晶化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 竹口優、成澤明洋、井原邦夫、神山勉
  • 学会等名: 日本生物物理学会第46回年会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 20081203-05
• [学会発表] 古細菌型ロドプシンと無脊椎動物のロドプシンの構造比較 (2008)
  • 著者名/発表者名: 神山勉
  • 学会等名: 日本生物物理学会第46回年会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 20081203-05
• [学会発表] バクテリオロドプシンのアルカリpHでの光誘起構造変化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 山本昌孝、村上緑、神山勉
  • 学会等名: 日本生物物理学会第46回年会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 20081203-05
• [学会発表] イカロドプシンのX線結晶構造解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 村上緑、神山勉
  • 学会等名: 日本生物物理学会第46回年会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 20081203-05
• [学会発表] 古細菌型ロドプシンを発現した大腸菌の膜生理学 (2008)
  • 著者名/発表者名: 井原邦夫
  • 学会等名: 日本生物物理学会第46回年会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 20081203-05
• [学会発表] バクテリオロドプシン変異体の二次元結晶構造の高速AFM観察 (2008)
  • 著者名/発表者名: 柴田幹大、山下隼人、内橋貴之、山田純也、井原邦夫、神取秀樹、安藤敏夫
  • 学会等名: 日本生物物理学会第46回年会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 20081203-05
• [学会発表] D85N変異体を用いて解析したバクテリオロドプシンのシッフ塩基部位の水素結合構造 (2008)
  • 著者名/発表者名: 山田純也、柴田幹大、井原邦夫、神取秀樹
  • 学会等名: 日本生物物理学会第46回年会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 20081203-05
• [学会発表] スルメイカロドプシンのX 線結晶構造解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 村上緑、神山勉
  • 学会等名: 第8回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20080610-12
• [学会発表] Crystal structures of archaeal and invertebrate rhodopsins (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Kouyama
  • 学会等名: Molecular Pharmacology of G Protein-Coupled Receptors 2008
  • 発表場所: Sydney
  • 年月日: 2008-11-15
• [学会発表] X-ray structure of squid rhodopsin (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami
  • 学会等名: International symposium on membrane proteins and high resolution X-ray structural analysis
  • 発表場所: Hyogo
  • 年月日: 2008-09-01
• [学会発表] Crystallization of visual pigments and archaeal rhodopsins (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Kouyama, M. Murakami, K. Yoshimura and M. Yamamoto
  • 学会等名: XXI Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography
  • 発表場所: Osaka
  • 年月日: 2008-08-29
• [学会発表] Dimeric structure of squid rhodopsin (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami and T. Kouyama
  • 学会等名: 13th International conference of retinal proteins
  • 発表場所: Barcelona
  • 年月日: 2008-06-28
• [学会発表] Protein-lipid interactions in 3D crystals of squid rhodopsin and archaeal rhodopsins (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Kouyama, M. Murakami and K. Yoshimura
  • 学会等名: 13th International conference of retinal proteins
  • 発表場所: Barcelona
  • 年月日: 2008-06-28
• [学会発表] 無脊椎動物のロドプシンおよび古細菌型ロドプシンの構造 (2008)
  • 著者名/発表者名: 神山勉
  • 学会等名: 第5回GPCR研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-05-09
• [学会発表] Crystal Structure of Squid Rhodopsin (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami
  • 学会等名: Gordon Research Conference on "LIGAND RECOGNITION & MOLECULAR GATING"
  • 発表場所: Ventura, CA
  • 年月日: 2008-03-06
• [学会発表] Crystal Structure of Squid Rhodopsin at 2.5A resolution (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Kouyama and M. Murakami
  • 学会等名: GPCR symposium - Frontier on Integral Membrane Proteins in Crystal Structure Determination -
  • 発表場所: Hyogo
  • 年月日: 2008-02-26
• [学会発表] Crystallographic studies of squid rhodopsin and archaeal rhodopsins (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Kouyama
  • 学会等名: Gordon Research Conference on "PHOTOSENSORY RECEPTORS & SIGNAL TRANSDUCTION"
  • 発表場所: Ventura, CA
  • 年月日: 2008-01-29
• [学会発表] クライオ原子間力顕微鏡による凍結割断試料の液浸観察 (2007)
  • 著者名/発表者名: 山川奈津子、真塩海里、山本昌孝、五藤俊明、神山勉
  • 学会等名: 日本生物物理学会第45回年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2007-12-23
• [学会発表] スルメイカロドプシンのX線結晶構造解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 村上緑、神山勉
  • 学会等名: 日本生物物理学会第45回年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2007-12-22
• [学会発表] アーキロドプシン-2の3量体におけるバクテリオルベリンの役割 (2007)
  • 著者名/発表者名: 吉村恵子、神山勉
  • 学会等名: 日本生物物理学会第45回年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2007-12-21
• [学会発表] バクテリオロドプシンの疎水キャビティに結合する希ガスとその効果 (2007)
  • 著者名/発表者名: 早川直紀、村上緑、神山勉
  • 学会等名: 日本生物物理学会第45回年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2007-12-21
• [学会発表] バクテリオロドプシン3次元結晶のM 中間体寿命に及ぼす格子力の影響 (2007)
  • 著者名/発表者名: 山本昌孝、早川直紀、村上緑、神山勉
  • 学会等名: 日本生物物理学会第45回年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2007-12-21
• [学会発表] 高度好塩性アルカリ古細菌Natronomonas pharaonis におけるハロロドプシンの解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 成澤明洋、丸山恵太、竹口優、井原邦夫、神山勉
  • 学会等名: 日本生物物理学会第45回年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2007-12-21
• [学会発表] バクテリオロドプシンミュータントL93Aの結晶構造解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 樋掛雅則、山本昌孝、早川直紀、井原邦夫、神山勉
  • 学会等名: 日本生物物理学会第45回年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2007-12-21
• [学会発表] アーキロドプシン-2のM中間体のX線構造解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 藤井隆道、吉村恵子、村上緑、神山勉
  • 学会等名: 日本生物物理学会第45回年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2007-12-21
• [学会発表] X-ray crystallographic studies of the reaction intermediates of archaeal proton pumps (2007)
  • 著者名/発表者名: .T. Kouyama
  • 学会等名: Nagoya International Symposium on Science of Molecular Assembly and Biomolecular Systems
  • 発表場所: Nagoya
  • 年月日: 2007-11-30
• [学会発表] Trimeric Structure of Archaerhodopsin-2 at 2.1 A Resolution (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Yoshimura, T. Kouyama
  • 学会等名: Nagoya International Symposium on Science of Molecular Assembly and Biomolecular Systems
  • 発表場所: Nagoya
  • 年月日: 2007-11-30
• [学会発表] Binding of xenon to a hydrophobic cavity in the cytoplasmic half of bacteriorhodopsin & its effect to the absorption kinetics (2007)
  • 著者名/発表者名: N. Hayakawa, M. Murakami, T. Kasahara, D. Hasegawa, T. Kouyama
  • 学会等名: Nagoya International Symposium on Science of Molecular Assembly and Biomolecular Systems
  • 発表場所: Nagoya
  • 年月日: 2007-11-30
• [学会発表] Decay kinetics of the M intermediate of bR in 3D crystals : Influence of the crystal lattice force (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Yamamoto, N. Hayakawa, M. Murakami, T. Kouyama
  • 学会等名: Nagoya International Symposium on Science of Molecular Assembly and Biomolecular Systems
  • 発表場所: Nagoya
  • 年月日: 2007-11-30
• [学会発表] Structures and Dynamics of Archaeal Light-Driven Proton Pumps in 3D Crystals : Effect of Crystal Packing, Lattice Force and Xenon Binding (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Kouyama
  • 学会等名: International Symposium on RETINAL PROTEINS : EXPERIMENTS AND THEORY
  • 発表場所: Bremen, Germany
  • 年月日: 2007-09-24
• [学会発表] Trimeric Structure of Archaerhodopsin-2 at 2.1 A Resolution (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Yoshimura, T. Kouyama
  • 学会等名: International Symposium on RETINAL PROTEINS : EXPERIMENTS AND THEORY
  • 発表場所: Bremen, Germany
  • 年月日: 2007-09-24
• [学会発表] Crystal Structure of Squid Rhodopsin (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami, T. Kouyama
  • 学会等名: International Symposium on RETINAL PROTEINS : EXPERIMENTS AND THEORY
  • 発表場所: Bremen, Germany
  • 年月日: 2007-09-24
• [学会発表] Importance of bacterioruberin for maintaining the trimer in archaerhodopsin-2 (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Yoshimura, T. Kouyama
  • 学会等名: 2nd International Symposium on Diffraction Structural Biology 2007
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2007-09-10
• [学会発表] Binding of Noble Gases to a Hydrophobic Cavity in the Cytoplasmic Half of Bacteriorhodopsin (2007)
  • 著者名/発表者名: N. Hayakawa, M. Murakami, T. Kasahara, D. Hasegawa, T. Kouyama
  • 学会等名: 2nd International Symposium on Diffraction Structural Biology 2007
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2007-09-10
• [学会発表] X-ray crystallographic study of squid rhodopsin (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami, T. Kouyama
  • 学会等名: 2nd International Symposium on Diffraction Structural Biology 2007
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2007-09-10
• [学会発表] Decay kinetics of the M intermediate of bR in 3D crystals : Influence of the crystal lattice force (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Yamamoto, N. Hayakawa, M. Murakami, T. Kouyama
  • 学会等名: 2nd International Symposium on Diffraction Structural Biology 2007
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2007-09-10
• [図書] 生物物理学ハンドブック(石渡信一、桂勲、桐野豊、美宅成樹 編) (2007)
  • 著者名/発表者名: 神山勉
  • 出版者: 朝倉書店
• [備考] 新聞報道
• [備考] 中日新聞平成20年5月15日朝刊
• [備考] 新薬開発への鍵のタンパク、立体構造を初解明、名大教授ら、イカ使い成功
• [備考] 日刊工業新聞平成20年5月15日
• [備考] 細胞の情報伝達物質、名大、スルメイカで解明
• [備考] Nagoya University Topics, No.182, 10-11 (2008)
• [産業財産権] 特許権 (2008)
  • 発明者名: 神山勉、村上緑
  • 権利者名: 神山勉、村上緑
  • 産業財産権番号: 特許権,特願2008-58864
  • 出願年月日: 2008-03-09