研究紹介

放射光科学総合研究センター

生物試料基盤グループ

グループディレクター 国島 直樹 (D.Sci.)
国島 直樹 (D.Sci.)

生命を担うタンパク質の機能を合理的に理解するには、その立体構造を原子レベルで決定することが不可欠です。X線結晶構造解析は、これまでタンパク質の原子レベルの立体構造を決定するための最も強力で一般的な方法の一つでした。しかし、これまでの構造ゲノミクスの結果から、耐熱性微生物由来のタンパク質でさえ、結晶化できるものはゲノム全体の4割程度でしかないことが分かってきました。残り6割のタンパク質から結晶を得ることは、現在の技術では非常に困難です。我々は、XFELを利用した新たな方法論の開発や、タンパク3000プロジェクトで確立した結晶構造解析基盤のさらなる発展により、膜タンパク質など難解析性タンパク質のハイスループットな構造決定体制を構築していきます。

研究主分野

生物学

研究関連分野

複合領域 / 医歯薬学

キーワード

  • タンパク質結晶工学
  • 超耐熱タンパク質の設計
  • 構造に基づく薬物設計

主要論文

  1. Naitow H., Matsuura Y., Tono K., Joti Y., Kameshima T., Hatsui T., Yabashi M., Tanaka R., Tanaka T., Sugahara M., Kobayashi J., Nango E., Iwata S., and Kunishima N.:
    "Protein-ligand complex structure from serial femtosecond crystallography using soaked thermolysin microcrystals and comparison with structures from synchrotron radiation"
    Acta Crystallogr. D73, 702-709 (2017).
  2. Matsuura Y., Takehira M., Joti Y., Ogasahara K., Tanaka T., Ono N., Kunishima N., and Yutani K.:
    "Thermodynamics of protein denaturation at temperatures over 100 ℃: CutA1 mutant proteins substituted with hydrophobic and charged residues"
    Sci. Rep. 5, 15545 (2015).
  3. Satoh M., Saburi H., Tanaka T., Matsuura Y., Naitow H., Shimozono R., Yamamoto N., Inoue H., Nakamura N., Yoshizawa Y., Aoki T., Tanimura R., and Kunishima N.:
    "Multiple binding modes of a small molecule to human Keap1 revealed by X-ray crystallography and molecular dynamics simulation"
    FEBS Open Bio 5, 557-570 (2015).
  4. Sugahara M., Mizohata E., Nango E., Suzuki M., Tanaka T., Masuda T., Tanaka R., Shimamura T., Tanaka Y., Suno C., Ihara K., Pan D., Kakinouchi K., Sugiyama S., Murata M., Inoue T., Tono K., Song C., Park J., Kameshima T., Hatsui T., Joti Y., Yabashi M., and Iwata S.:
    "Grease matrix as a versatile carrier of proteins for serial crystallography"
    Nature Methods 12, 61-63 (2015).
  5. Asada Y., Sugahara M., Mizutani H., Naitow H., Tanaka T., Matsuura Y., Agari Y., Ebihara A., Shinkai A., Kuramitsu S., Yokoyama S., Kaminuma E., Kobayashi N., Nishikata K., Shimoyama S., Toyoda T., Ishikawa T., and Kunishima N.:
    "Integrated database of information from structural genomics experiments"
    Acta Crystallogr. D69, 914-919 (2013).
  6. Matsuura Y, Takehira M, Sawano M, Ogasahara K, Tanaka T, Yamamoto H, Kunishima N, Kato E, and Yutani K.:
    "Role of charged residues in stabilization of Pyrococcus horikoshii CutA1, which has a denaturation temperature of nearly 150 ℃"
    FEBS J. 279, 78-90 (2012).
  7. Sugahara M., Kageyama-Morikawa Y., and Kunishima N.:
    "Packing space expansion of protein crystallization screening with synthetic zeolite as a heteroepitaxic nucleant"
    Crystal Growth & Design 11, 110-120 (2011).
  8. Mizutani, H., Saraboji, K., Malathy-Sony, S. M., Ponnuswamy, M. N., Kumarevel, T., Krishna-Swamy, B. S., Simanshu, D. K., Murthy, M. R. N., and Kunishima, N.:
    "Systematic study on crystal-contact engineering of diphthine synthase: influence of mutations at crystal-packing regions on X-ray diffraction quality"
    Acta Crystallogr. D 64, 1020-1033 (2008).
  9. Sugahara, M., Asada, Y., Shimizu, K., Yamamoto, H., Lokanath, N. K., Mizutani, H., Bagautdinov, B., Matsuura, Y., Taketa, M., Kageyama, Y., Ono, N., Morikawa, Y., Tanaka, Y., Shimada, H., Nakamoto, T., Sugahara, Mitsu., Yamamoto, M., and Kunishima, N.:
    "High-throughput crystallization-to-structure pipeline at RIKEN SPring-8 Center"
    J. Struct. Funct. Genomics 9, 21-28 (2008).
  10. Bagautdinov, B., Matsuura, Y., Bagautdinova, S., and Kunishima, N.:
    "Protein biotinylation visualized by a complex structure of biotin protein ligase with a substrate"
    J. Biol. Chem. 283, 14739-14750 (2008).

メンバーリスト

主宰者

国島 直樹
グループディレクター

メンバー

内藤 久志
先任研究員
松浦 祥悟
リサーチアソシエイト